直流1500V保护配置及原理课件

1500V保护配置及原理保护配置及原理 概论概论 在重庆轨道交通直流在重庆轨道交通直流1500V牵引牵引供电系统中，一般继电保护配置分为供电系统中，一般继电保护配置分为馈线保护、逆流保护、馈线保护、逆流保护、64D接地保护、接地保护、框架保护。框架保护。第一部分第一部分 直流直流1500V1500V保护配置及原理保护配置及原理 一、直流一、直流1500V馈线保护馈线保护SEPCOS-NGSEPCOS-NGPLC馈线柜安装于正极母排与接触网之间。在柜内根据需要配置了直流母线、直流快速断路器、控制保护设备等装置。馈线柜装设手车式直流快速断路器，手车能方便地拉出和推入。（一）、（一）、DDL保护保护 保护不断监测馈线电流保护不断监测馈线电流 If If 及电流变及电流变化率化率 di/dt di/dt。当电流变化率。当电流变化率 di/dt di/dt 高于高于设定值设定值 E E，保护启动。，保护启动。di/dt E di/dt E，如果电流变化率，如果电流变化率 di/dt di/dt 低于低于 F F 且未有跳闸出口，则且未有跳闸出口，则 DDL DDL 保护停保护停止止 。如果测量到的电流增量如果测量到的电流增量Delta IDelta I高于高于参数设定参数设定Delta ImaxDelta Imax，DDL+Delta IDDL+Delta I保保护动作同时跳闸信号启动，若在保护出护动作同时跳闸信号启动，若在保护出口动作前检测到电流变化率口动作前检测到电流变化率di/dtdi/dt低于低于F F，整个保护复归，相关参数清零。，整个保护复归，相关参数清零。1 1、DDL+DDL+Delta I Delta I 如果如果Delta tDelta t的测量值高于参数的测量值高于参数TmaxTmax同时同时Delta IDelta I的测量值高于参数的测量值高于参数Delta IminDelta Imin，DDL+DDL+Delta TDelta T保护动作同时跳闸信号启动。如在保保护动作同时跳闸信号启动。如在保护出口动作前检测到电流变化率护出口动作前检测到电流变化率di/dtdi/dt低于低于F F，整个保护复归，相关参数清零，整个保护复归，相关参数清零，DDL+Delta TDDL+Delta T保护的启动值与返回值为同一设置。保护的启动值与返回值为同一设置。2 2、DDL+DDL+Delta T Delta T（二）、（二）、Imax+Imax+应用场合：应用场合：断路器本体大电流脱扣断路器本体大电流脱扣的后备保护，电流设定值一般小于断路器的后备保护，电流设定值一般小于断路器本体的定值，主要通过分析馈线电流识别本体的定值，主要通过分析馈线电流识别故障故障。参数设置：参数设置：电流达到设定值开关保护跳闸，主要计电流达到设定值开关保护跳闸，主要计算方法如下算方法如下:（以定值为（以定值为9000A,砝码取出为砝码取出为例）例）（三）大电流脱扣保护（三）大电流脱扣保护调整参数实物调整参数实物 检测一条无电压的线路是否短路，需要通过检测一条无电压的线路是否短路，需要通过测试回路将系统电压加在被检测的线路上，由于测试回路将系统电压加在被检测的线路上，由于车辆牵引电气设备的偶发故障及户外接触网因意车辆牵引电气设备的偶发故障及户外接触网因意外原因接地造成短路，致馈线断路器跳闸，为防外原因接地造成短路，致馈线断路器跳闸，为防止在接触网存在短路情况下，因盲目性合闸可能止在接触网存在短路情况下，因盲目性合闸可能造成故障扩大造成故障扩大，或馈线断路器主触头烧损等情况，或馈线断路器主触头烧损等情况发生，在馈线断路器跳闸后，能通过先自动判别发生，在馈线断路器跳闸后，能通过先自动判别故障性质。再确定是否自动重合闸是过载或瞬时故障性质。再确定是否自动重合闸是过载或瞬时性的短路故障已消失允许重合闸，如短路故障未性的短路故障已消失允许重合闸，如短路故障未消除则不重合闸。消除则不重合闸。（四）线路测试（四）线路测试 SEPCOS SEPCOS 具有通过线路测试回路，判别故障具有通过线路测试回路，判别故障性质的自动重合闸功能。正常操作断路器合闸时，性质的自动重合闸功能。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。线路存在持续性故障，闭锁合闸。当接触网发当接触网发生故障时，生故障时，断路器分闸，起动线路测试，并根断路器分闸，起动线路测试，并根据测试结果判别故障性质，如故障是瞬时性的，据测试结果判别故障性质，如故障是瞬时性的，自动重合闸将使断路器重新合闸；如故障是永久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。性的，直流断路器不进行重合闸。框架保护不框架保护不起动线路测试和重合闸。线路测试次数和测试时起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。间及门限值可调。（五）重合闸（五）重合闸重合闸参数重合闸参数应用：防止断路器持续的合到故障回路上。应用：防止断路器持续的合到故障回路上。参数设定：参数设定：（六）防跳（六）防跳 进线柜采用的是逆流保护。逆流保护进线柜采用的是逆流保护。逆流保护主要保护整流器，二极管不被击穿，逆流主要保护整流器，二极管不被击穿，逆流保护动作要切断整流器交流侧电源。保护动作要切断整流器交流侧电源。二、直流二、直流1500V1500V进线柜逆流保护。进线柜逆流保护。接地漏电保护装置一端接于接地漏电保护装置一端接于DC1500V直流母线负极侧，另一端经直流母线负极侧，另一端经5电阻接入大电阻接入大地。当供电线网或车辆电控系统绝缘受到地。当供电线网或车辆电控系统绝缘受到损伤，而且形成的泄漏电流在损伤，而且形成的泄漏电流在5电阻之压电阻之压降达到漏电预警值降达到漏电预警值170V时，微机系统发出时，微机系统发出报警信号，供操作人员注意；当报警信号，供操作人员注意；当5电阻之电阻之压降达到电压继电器的整定值压降达到电压继电器的整定值200V时，接时，接地保护装置动作发出故障报警，并通过电地保护装置动作发出故障报警，并通过电压继电器的动作保护乘客和车辆的安全。压继电器的动作保护乘客和车辆的安全。三、直流三、直流1500V64D1500V64D接地保护。接地保护。DC1500V系统设备设一套框架泄漏保护装置，系统设备设一套框架泄漏保护装置，其工作原理是所有直流设备框架对地采用绝缘安其工作原理是所有直流设备框架对地采用绝缘安装，所有框架通过电缆全部连接至装，所有框架通过电缆全部连接至1#负极柜，并负极柜，并通过设置在通过设置在1#负极柜内的框架泄漏电流继电器一负极柜内的框架泄漏电流继电器一点集中接地，当发生正极对框架放电，放电电流点集中接地，当发生正极对框架放电，放电电流达到达到40A时，框架泄漏电流继电器动作跳本所两时，框架泄漏电流继电器动作跳本所两台整流机组交流进线断路器及所有直流断路器，台整流机组交流进线断路器及所有直流断路器，并联跳左右两侧牵降所相应直流断路器，从而保并联跳左右两侧牵降所相应直流断路器，从而保证变电所内人身和设备的安全。证变电所内人身和设备的安全。四、直流四、直流1500V1500V框架保护。框架保护。框架继电器框架继电器五、双边联跳。五、双边联跳。联跳功能（或转移联跳）主要对同联跳功能（或转移联跳）主要对同一区段供电的断路器柜间的相互联锁控一区段供电的断路器柜间的相互联锁控制，保证与故障（例如短路）线路的完制，保证与故障（例如短路）线路的完全隔离。出于安全考虑，信号采用硬线全隔离。出于安全考虑，信号采用硬线连接。根据保护装置的工作模式，装置连接。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。工作位置时保护装置才发送联跳信号。双边联跳方案：双边联跳方案：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。双边联跳可通过开关或显示单元投中配置的联跳继电器来实现的。双边联跳可通过开关或显示单元投退。退。相邻变电所间双边联跳相邻变电所间双边联跳 当本变电所一台断路器跳闸时，必须使相邻变电所内向同一区当本变电所一台断路器跳闸时，必须使相邻变电所内向同一区间供电的断路器同时跳闸；其功能可通过联跳电缆及两侧直流开关间供电的断路器同时跳闸；其功能可通过联跳电缆及两侧直流开关柜中的联跳继电器来实现，柜中的联跳继电器来实现，每条馈线每条馈线 SEPCOS SEPCOS 数字式保护监控单元数字式保护监控单元的联跳接收与发送采用独立的回路。的联跳接收与发送采用独立的回路。其具体实现过程为：其具体实现过程为：首先，由一个变电所的一台馈线柜内首先，由一个变电所的一台馈线柜内 SEPCOS SEPCOS 型微机综合测控型微机综合测控与保护装置联跳发送回路发出联跳信号，然后，经联跳发送继电器与保护装置联跳发送回路发出联跳信号，然后，经联跳发送继电器及相邻变电所间的联跳电缆，将此联跳信号发送到相邻变电所的向及相邻变电所间的联跳电缆，将此联跳信号发送到相邻变电所的向同一区间供电的馈线柜内，同一区间供电的馈线柜内，最后，最后，经该柜内联跳继电器进入经该柜内联跳继电器进入 SEPCOS SEPCOS 型微机综合测控与保护装置，型微机综合测控与保护装置，使其实现联跳断路器动作使其实现联跳断路器动作。越区供电时三个变电所间联跳越区供电时三个变电所间联跳 当处于中间的变电所退出运行时，当处于中间的变电所退出运行时，合越区隔离开关合越区隔离开关进行越区供电时，进行越区供电时，其相邻的两个变电所馈线断路器可以其相邻的两个变电所馈线断路器可以进行联跳信号转换。联跳发送继电器的输出信号通过联跳进行联跳信号转换。联跳发送继电器的输出信号通过联跳转换继电器传送给下一牵引变电所的相应馈线柜的联跳接转换继电器传送给下一牵引变电所的相应馈线柜的联跳接收继电器。联跳转换只与本所馈线柜间接线有关，不需要收继电器。联跳转换只与本所馈线柜间接线有关，不需要任何外界连线。任何外界连线。双边联跳控制逻辑双边联跳控制逻辑 对于框架保护电流元件动作与电流保护动作产生的联对于框架保护电流元件动作与电流保护动作产生的联跳信号采用不同的节点输出跳信号采用不同的节点输出 （支持（支持DC220V DC220V）。框架电流）。框架电流元件动作产生大于元件动作产生大于 4s 4s 的联跳信号，联跳并闭锁邻站重合，的联跳信号，联跳并闭锁邻站重合，邻站可就地或远方复归后试送。电流保护动作产生的联跳邻站可就地或远方复归后试送。电流保护动作产生的联跳信号为信号为 2s 2s 脉冲，邻所断路器与本所断路器各自经线路测脉冲，邻所断路器与本所断路器各自经线路测试重合闸，具体联跳逻辑可在设计联络中确认。试重合闸，具体联跳逻辑可在设计联络中确认。7、直流馈线断路器的双边联跳及重合闸功能1起动线路测试重合闸（故障排除后，需要就地或者远动复归，才能操作）手车工作位置2S联跳邻所信号过流故障电量保护跳闸di/dt否I大电流脱扣64D保护动作&是否永久性故障是闭锁重合闸1过流故障di/dtI大电流脱扣&64D保护动作第二部分第二部分 直流直流1500V1500V保护试验保护试验 一、直流一、直流1500V馈线保护试验方法馈线保护试验方法 取下采样回路正极（即连在断路器分取下采样回路正极（即连在断路器分流器处上端软导线，此端子在馈线柜端子流器处上端软导线，此端子在馈线柜端子标号为标号为“2”，在再生制动柜端子标号为，在再生制动柜端子标号为“1”），负极不取下（负极采样线即连在），负极不取下（负极采样线即连在断路器分流器下端软导线，此端子在馈线断路器分流器下端软导线，此端子在馈线柜端子标号为柜端子标号为“3”，在再生制动柜端子标，在再生制动柜端子标号为号为“2”），并将毫伏发生器的输出表笔），并将毫伏发生器的输出表笔接于正负两根软导线上。接于正负两根软导线上。实际设备接线处实际设备接线处（一）（一）DDL 保护试验保护试验 将电流从将电流从0加至加至4500A以上，变化以上，变化率大于率大于65kA/s时开始启动，从开始启时开始启动，从开始启动后变化率不小于动后变化率不小于8kA/s，当电流达，当电流达到到4500A时开始计时，直至时开始计时，直至1ms后后DDL+Delta I保护动作；保护动作；当电流在当电流在0至至4000A间变化时，保间变化时，保护应可靠不动作；护应可靠不动作；1、DDL+Delta I试验试验 2、DDL+Delta T 试验试验 因毫伏发生器量程和精度问题不易控制，做此试验时应先将电流加至1000A使其在1000A至4500A间变化，变化率大于65kA/s时开始计时，从开始计时变化率不小于8kA/s，直至60ms后DDL+Delta T保护动作；（二）（二）Imax+试验试验 将电流缓慢加至将电流缓慢加至4000A，当电流，当电流达到达到4000A后开始计时，若电流持续后开始计时，若电流持续大于大于4000A,持续时间超过持续时间超过3000ms(部部分变电所时间延时为分变电所时间延时为25S，以定值单，以定值单定值为准定值为准)后后 Imax+保护应可靠动作；保护应可靠动作；一旦电流小于一旦电流小于4000A后，后，Imax+保护保护将复归，当电流再次达到将复归，当电流再次达到4000A后，后，Imax+保护才会再次启动。保护才会再次启动。（三）（三）大电流脱扣大电流脱扣试验试验 在断路器合闸后，用手拉动紧急在断路器合闸后，用手拉动紧急分闸连杆，模拟大电流脱扣器动作，分闸连杆，模拟大电流脱扣器动作，此时保护将动作跳闸，报大电流脱扣此时保护将动作跳闸，报大电流脱扣保护动作信号。保护动作信号。（四）线路测试试验（四）线路测试试验 将将线路测试投入，用线路测试投入，用1000V电子电子绝缘测试仪器对馈线断路器下触头和绝缘测试仪器对馈线断路器下触头和负极线路测试采样触头加压，断路器负极线路测试采样触头加压，断路器能合闸，停止加压，断路器线路测试能合闸，停止加压，断路器线路测试闭锁合闸。闭锁合闸。（五）（五）重合闸功能重合闸功能 当断路器跳闸后无闭锁时，经当断路器跳闸后无闭锁时，经10S延时后断路器将自动重合闸（须延时后断路器将自动重合闸（须在远方模式）。在远方模式）。（六）（六）防跳功能防跳功能试验试验 在断路器合闸后，用手拉动断路器紧急分闸传在断路器合闸后，用手拉动断路器紧急分闸传动杆模拟断路器出现动杆模拟断路器出现“大电流脱扣大电流脱扣”保护，此时保护，此时该断路器跳闸，待该断路器跳闸，待10S后重合闸启动将断路器自动后重合闸启动将断路器自动重合闸，此时进行计时，在合闸后时间小于重合闸，此时进行计时，在合闸后时间小于12S的的任意时间里再次模拟任意时间里再次模拟“大电流脱扣大电流脱扣”保护将断路保护将断路器跳闸，随后自动重合闸又合上断路器，如此在器跳闸，随后自动重合闸又合上断路器，如此在循环以上操作，当直流断路器出现两次自动重合循环以上操作，当直流断路器出现两次自动重合闸后，第三次拉动紧急分闸传动杆后，该断路器闸后，第三次拉动紧急分闸传动杆后，该断路器将不再启动自动重合闸，直流断路器将不再启动自动重合闸，直流断路器SEPCOS装装置上闭锁灯亮，表示试验成功。置上闭锁灯亮，表示试验成功。二、直流二、直流1500V进线柜逆流保护试验进线柜逆流保护试验 合上合上1#、2#整流变断路器。将整流变断路器。将1500V接口柜接口柜内断路器对应的上网隔离开关位置状态继电器进内断路器对应的上网隔离开关位置状态继电器进行模拟操作，模拟断路器对应上网隔离开关在合行模拟操作，模拟断路器对应上网隔离开关在合闸状态。就地合上闸状态。就地合上1500V所有馈线断路器。根据定所有馈线断路器。根据定值单加量值单加量1000A一次电流，维持一次电流，维持0.1S 后逆流保护后逆流保护动作。检查动作。检查35KV1#、2#整流变、整流变、1500V所有馈线所有馈线断路器跳闸状态是否正常。试验完成后复位断路断路器跳闸状态是否正常。试验完成后复位断路器信号，在重新对器信号，在重新对1500V正负母线进行挂接地线后，正负母线进行挂接地线后，对对1#、2#正极进线柜分流器接线进行恢复，同时正极进线柜分流器接线进行恢复，同时恢复其他断路器信号。恢复其他断路器信号。1500V 2#正极进线柜逆流保护试验同正极进线柜逆流保护试验同1#正极正极柜逆流保护试验方法一致。柜逆流保护试验方法一致。三、三、64D接地漏电保护试验接地漏电保护试验1、64D告警及动作试验告警及动作试验 使用大电流发生器（或继电保护使用大电流发生器（或继电保护测试仪）在测试仪）在64D柜内一次回路拆开处柜内一次回路拆开处施加试验电压（端子号为施加试验电压（端子号为100、120），），当施加直流电压在当施加直流电压在170V时，时，64D保护保护装置应可靠告警，当施加直流电压在装置应可靠告警，当施加直流电压在200V时，时，64D保护装置应可靠动作。保护装置应可靠动作。2、64D闭锁试验闭锁试验 首先合上1500V所有直流馈线（含再生制动开关），并开始计时，然后对64D装置施加保护动作电压值（或模拟64D保护动作），此时所有直流馈线断路器64D联跳动作，在10S后除再生制动开关未重合闸外，其余直流馈线开关自动重合闸；然后经一段时间后第二次对64D装置施加保护动作电压值（或模拟64D保护动作），此时所有直流馈线断路器64D联跳动作，在10S后除再生制动开关未重合闸外其余直流馈线开关自动重合闸；第三次试验64D装置保护跳闸时须与第一次试验64D装置保护跳闸时的时间间隔不大于120S，在第三次试验后1500V所有馈线断路器跳闸，经10S延时后闭锁重合闸功能；如第三次试验和第一次试验时间间隔大于120S，将不 闭锁重合闸，而重新计次数。四、框架保护试验四、框架保护试验 确认35KV整流变开关柜三工位在分闸状态、上网隔离开关在分位，合上整流变断路器，并合上直流馈线断路器（在1500V接口柜处模拟上网隔离开关在合闸位置）。使用大电流发生器对框架泄露电流继电器进行加量试验，当试验电流达到40A时，框架泄露继电器保护动作，35KV整流变断路器跳闸，1500V馈线断路器跳闸并闭锁重合闸，则试验成功。谢谢再见！谢谢再见！/10/2943.