直流开关柜知识讲解

直流开关柜知识讲解供电部供电供电部供电2 2车间车间 目目 录录直流开关柜的组成直流开关柜的组成直流开关柜的结构直流开关柜的结构断路器小车断路器小车SEPCOSSEPCOS简介简介直流开关柜保护介绍直流开关柜保护介绍进线柜进线柜直流开关柜的组成直流开关柜的组成馈线柜馈线柜负极柜负极柜 直流开关柜组成直流开关柜主要由进线柜、馈线柜、负极柜组成。1、进线柜（201、202）进线柜指用于安装整流器正极与DC1500V正极母排之间的设备，其内配置DC1500V正极母排、直流快速断路器、分流器、智能监控单元及其它辅助设备，实现整流机组向DC1500V直流正极母排馈电的控制。进线柜装设手车式直流快速断路器，手车能方便的拉出和推入。开关柜具有“工作、试验、隔离”明显的位置和标志。目前进线柜投入逆流保护和断路器小车本体大电流脱扣保护。当逆流保护和大电流脱扣保护动作时，联跳相应的整流机组35kV交流断路器。直流开关柜组成 2、馈线柜（211、212、213）馈线柜是安装于DC1500V直流正极母排与牵引上网隔离开关之间的设备，其内配置DC1500V正极母排、带有大电流脱扣装置的直流快速断路器、微机测控保护装置及其它辅助设备，实现对DC1500V直流母排向牵引网供电的控制和保护。柜内装有手车式直流快速断路器，手车能方便的拉出和推入，且具有“工作、试验、隔离”三个明显的位置和标志。目前馈线柜投入DDL、过负荷跳闸保护、低电压报警保护。当DDL和过负荷保护动作时，联跳邻站相对应的馈线断路器，动作后在远方位启动重合闸。且馈线柜投入线路测试，在工作位启动线路测试，线路测试通过后方可合闸，线路测试不通过闭锁合闸信号。直流开关柜组成直流馈线开关柜：直流开关柜组成 3.负极柜 负极柜是连接整流器阀侧负极与回流钢轨之间的开关设备，柜内采用电动隔离开关，开关柜前部设可锁住的金属门。采用闭锁方式实现负极柜中电动隔离开关与相应的直流1500V进线柜中的断路器之间的闭锁，只有当相应的的直流1500V进线断路器处于分闸位置时，负极柜电动隔离开关才能操作，只有当负极隔离开关处于合位时，直流1500V进线断路器才能合闸。负极柜内设置两套框架泄露保护装置，框架泄露保护装置分为框架电压保护和框架电流保护。框架电压保护可以设置为投入或切除，并可分别整定为报警和跳闸二段。框架电流保护分为FP-1、FP-2，FP-1用于整流器、负极柜的保护，FP-2用于进、馈线开关柜的保护。直流开关柜组成 负极柜：（此处可插入图片）直流开关柜组成直流开关柜的结构：1、断路器室 2、母线室 3、低压室 4、吊耳5、低压室门 6、断路器室门7、断路器小车 8、观察孔 9、手动分闸按钮10、手柄操作孔11、操作手柄 12、门锁 13、柜体顶部 14、低压电缆通道15、网板 16、绝缘板17、显示单元 18、标识牌 直流开关柜的结构断路器小车：目前青岛地铁使用的直流断路器小车选用国际知名品牌的瑞士赛雪龙公司的UR40E-82S型号，该断路器小车是一种直流快速限流断路器，自然冷却。在监测到回路有短路的情况下，能自由脱扣，快速分断其一次回路，在整个分断过程中通过产生一个持续的过电压来快速灭弧。该断路器小车结构简单、可靠，使用寿命长，具有过流（短路等）时反应速度极快、限流特性优异和电气寿命长等特点，尤其适用于城市轨道交通牵引供电系统。断路器小车1：固定绝缘框架 由加强型玻璃纤维聚酯绝缘材料制成；2：一次回路由一个下部连接排（21）、一个动触头（22）、一个上部连接排（23）、一个静触头（24）组成；3：瞬时过流脱扣器；4：灭弧室；5：合闸装置和拨叉；6：带推杆（7）的辅助接点盒；7：冷却器。断路器小车合闸：当接收到一个合闸脉冲，合闸装置（1）推动拨叉(2)使动触头（3）合上并且使动触头（3）压紧主触头（3&9）。动触头（3）带动推杆（4）移动并使辅助触头（5）变位。合闸时的震动力被止动器（6）所吸收。保持：一旦主触头合上，动触头压紧触头的压力将有合闸装置（1）提供，即被减小的保持电流。断路器小车分合闸过程分闸：断路器分闸可通过过流脱扣命令或常规分闸命令实现：*某个电流超过了最大电流设定值，过流释放杆（7）产生一个向上的举起力（8）举起拨叉（2），从而释放动触头（3）。*远方分闸命令切断合闸装置的保持电流导致拨叉（2）缩回来。于是推杆（4）打开动触头（3）并使辅助触头（5）变位。产生在主触头间（3&9）的电弧通过角板（11）向上移动至灭弧室（10）内，并被灭弧栅（12）分割，电离气体在灭弧栅（13）间被中和。断路器小车分合闸过程SEPCOS简介SEPCOS简介：SEPCOS控制与保护装置基于先进的技术，它结合所必须的保护功能，对直流牵引设备进行控制和测量。配有一个可以自由定义和操作的逻辑单元，以适应监控单元或系统的要求。SEPCOS是与用户通信的一个简单有效的工具，方便各种参数的设定以及事件的的读取。SEPCOS由电源(PWR)、处理器(CPU)、保护(PRO)、输入/输出(DIO)四个模块组成。SEPCOS功能的多样化适应了直流牵引设备的的需求，大致可分为保护功能、控制功能、记录功能、通讯功能。SEPCOS简介1.IP地址 2.手车位置 3.工作模式 4.登录权限 5.时间和日期6.语种 7.应用文本 8.电流显示（A)9.电压显示（V）SEPCOS简介直流开关柜保护介绍：大电流脱扣保护DDL保护电流速断保护过电流保护失压保护双边联跳保护大双边联跳保护被直流柜框架保护联跳断路器失灵保护逆流保护热过负荷保护直流开关柜保护介绍1)电流电流变化率变化率DDL(di/dt&I)DDL(di/dt&I)保护保护一、保护定值E：DDL保护启动定值；F：DDL保护返回定值；Imax：DDL保护动作电流增量最大定值；Imin：DDL保护动作电流增量最小定值；tI：DDL保护di/dt&I动作时间定值和di/dtImin动作时间定值二、保护原理 DDL保护作为直流系统中远端故障的主保护，其定值整定需要考虑与供电系统大双边供电时的末端短路和机车在起动、加速、过电分段及离线恢复等情况下的配合关系。保护装置投入运行后，实时检测线路电流及线路电流的变化率di/dt，将检测到的di/dt和保护装置设定的门槛定植E和F进行比较，当电流变化率di/dt超过整定值E时，则保护装置启动，并以保护装置启动时刻作为基准点，存储该时刻的电流值，然后，将实际的电流值与存储的电流值不断地进行比较，计算电流差值，若di/dtE，开始检测电流值上升的持续时间，进行电流增量检测和延迟时间检测，并根据以下的控制逻辑进行判断保护是否动作。直流开关柜保护介绍直流开关柜保护介绍1 1）电流变化率）电流变化率DDL(di/dt&I)DDL(di/dt&I)保护保护（1）保护装置检测线路电流及电流变化率di/dt。（2）将di/dt与保护装置的设定门槛定值E和F相比较，若di/dtE，则保护启动。（3）若电流增量i Imax，经过延时tI，在此延时时间内，始终满足i Imax，无复归，则保护装置动作跳开断路器；若在初始阶段不满足i Imax，而是启动后经过一段延时才满足，则再经过tI时间，若在此tI时间内始终满足i Imax，则保护装置出口跳闸，跳开相应的断路器。（4）若电流增量i Imin，经过延时T，若在此延时时间内，始终满足i Imin，无复归，则保护装置动作跳开断路器。（5）若di/dtImax，满足ttI则保护出口。2.di/dttI则保护返回。直流开关柜保护介绍直流开关柜保护介绍2 2）框架泄漏保护）框架泄漏保护 当直流设备柜体外壳绝缘损坏，发生正极对柜体外壳短路时，有短路电流产生，对直流设备造成严重危害；而框架泄漏保护是专为直流设备开发的对正极与柜体发生故障时的一种保护措施，其保护原理是当正极对柜体外壳发生绝缘损坏时，及时切除故障，保证系统的安全运行。一：框架泄漏保护的作用及原理 框架泄漏保护装置由电流元件和电压元件组成，电压元件作为电流元件的后备保护。电流元件：绝缘安装的直流开关柜外壳通过一个能承受100kA短路电流，电阻为0.15m的分流器与变电所接地网单点相连，即作为电流检测回路的分流器一端接设备外壳，另一端接地。电压元件：测量设备外壳与直流设备负极之间的电压，一端接于负极，另一端接设备外壳，在测量电压时0.15m的小电阻可忽略不计，认为设备外壳直接接地，电压元件检测到的电压等价于钢轨和地之间的电压。直流系统正常运行情况下，直流开关柜外壳绝缘未损坏，电流检测回路没有电流通过。直流开关柜保护介绍直流开关柜保护介绍2 2）框架泄漏保护）框架泄漏保护 当任意一个直流设备内正极对外壳短路时，接地电流通过电流元件流入地网，在通过钢轨与地之间的绝缘泄漏电组（或排流柜）回到钢轨（负极）。当接地电流达到整定值时，框架泄漏保护的电流元件动作，使整流机组35 kV断路器及所有直流断路器跳闸，并联跳相邻牵引变电所向相同供电区段供电的断路器。故障排除以后，须人工复归框架泄漏保护，断路器才能重新投入。当任意一个直流设备内正极对外壳短路时，地电位升高，电压元件会在钢轨和地之间检测到一个电压，当这个电压大于电压元件整定值时，电压元件应在整定的时间动作，同电流元件相同，使整流机组35kV断路器及所有直流断路器跳闸，并联跳相邻牵引变电所向相同供电区段供电的断路器，故障排除以后，须人工复归框架泄漏保护，断路器才能重新投入。直流开关柜保护介绍直流开关柜保护介绍2）框架泄露保护：负极柜框架电流与电压元件的参数定值如下：电流元件设定值：80A电压元件报警值：DC120V，延时10S。3）直流断路器失灵保护：失灵保护只针对直流断路器保护动作条件不能正常分闸的情况。保护装置对故障信号进行判断，输出跳闸信号，从1#进线柜向各开关柜发出联跳信号。直流开关柜保护介绍4）大电流脱扣保护：直流进线、馈线开关设置大电流脱扣保护。大电流脱扣主要用于接触轨近端短路保护，利用电磁原理实现保护分闸.5）Imax+保护：直流馈线开关设置有Imax+保护，即过电流保护。在SEPCOS中可设定Imax+的整定值，只要SEPCOS检测到开关主电路中电流大于此整定值，经延时后，SEPCOS保护本断路器分闸。直流开关柜保护介绍6）双边联跳保护：联跳功能主要对同一区段供电的断路器柜间的相互联锁控制，保证与故障线路的完全隔离。出于安全考虑，信号采用硬接线连接。根据保护装置的工作模式，装置可发出脉冲或持续的联跳信号。只有在工作位置时保护装置才发送联跳信号。直流双边联跳保护，其功能是通过联跳电缆及两侧直流开关柜中配置的联跳继电器来实现的。7）自动重合闸功能：正常操作断路器合闸时，能对线路进行多次测试，线路正常允许合闸，如线路存在持续性故障，闭锁合闸。当发生故障断路器分闸时，启动线路测试，并根据测试结果判别故障性质，如故障为瞬时性的，自动重合闸将使断路器重新合闸；如故障是永久性的，直流断路器不进行重合闸。框架保护不启动线路测试和重合闸。线路测试次数和测试时间及门限值可调。直流开关柜保护介绍感谢聆听