交流牵引网保护分析课件.ppt

1、交流牵引网保护交流牵引网保护 1交流牵引负荷的特点v移动负荷，大小随时变化。移动负荷，大小随时变化。v负荷电流大，馈线电流可在负荷电流大，馈线电流可在0到到600800A的极宽范围内的极宽范围内 变化，双机变化，双机牵引更高；有些线路高达牵引更高；有些线路高达20003000Av单边供电时，供电臂的长度为单边供电时，供电臂的长度为2030km；双边供电时，复线为；双边供电时，复线为4050km，单线为，单线为6070km。v线路单位阻抗大于普通输电线路阻抗，线路单位阻抗大于普通输电线路阻抗，0.5465v距离长，单位阻抗大，在最小运行方式下牵引网末端短路时，电流数值距离长，单位阻抗大，在最小运

2、行方式下牵引网末端短路时，电流数值较小，较小，有时可与最大负荷相比有时可与最大负荷相比，采用一般保护很难满足灵敏度的要求。，采用一般保护很难满足灵敏度的要求。v空载投入机车变压器时产生励磁涌流，含有大量的空载投入机车变压器时产生励磁涌流，含有大量的二次谐波二次谐波，其幅值可，其幅值可达到达到500600A；v牵引状态下机车的电流的相位角为牵引状态下机车的电流的相位角为2540，启动时，启动时55 60，再生，再生时可达时可达90120。正常负荷下，功率因数为。正常负荷下，功率因数为0.8左右。左右。2v机车的电流是非正机车的电流是非正弦的弦的,含有大量高次谐波含有大量高次谐波。三次谐波三次谐波

3、含量最高为含量最高为2030。v牵引负荷是两个单相负荷，在三相系统中造成牵引负荷是两个单相负荷，在三相系统中造成三相负荷不对称三相负荷不对称，不适，不适用利用复序分量保护。用利用复序分量保护。v牵引网短路电流波形基本上是正弦的（机车退出工作），牵引网短路电流波形基本上是正弦的（机车退出工作），三次谐波含三次谐波含量不超过量不超过23。四边形阻抗继电器距离保护整定原则：保护末端短路时，保护应具有足够的灵敏度；正常最小负荷情况下，距离保护不应误动。ab边动作阻抗整定：ZJabKK ZxlZxl：末端短路时的最大短路阻抗 KK：可靠系数，KK 1.2 1.5；bc边动作阻抗整定：ZJbcKK Z f

4、 minZf.min：线路的最小负荷阻抗；KK：可靠系数，KK1.1 整定继电器要求给定的ZJbc min是相对于0的，ZJbc应换算到相对于0时的值(R)。abc0jxRZf.minfh0.8Zf.min2.min21sin()(cos)fhJbcffhkZRZKtgR2交流牵引负荷的距离保护通常采用方向阻抗继电器的距离保护作为主保护，一般设二段距离保护。通常采用方向阻抗继电器的距离保护作为主保护，一般设二段距离保护。四边形阻抗继电器功率因数差功率因数良Zf.min2R1abc0jxRd.min1.max211sin(cos)1.1ffKKURItgRRKK ab边动作阻抗整定：ZJabKK

5、 ZxlKK1.2(2)bc边动作阻抗整定：2四边形阻抗继电器主要优缺点abc0RZf.minfh0.8Zf.min2四边形阻抗继电器具有更高的灵敏度，原因在于：四边形特性的ab边和 bc边是分别整定的。线路的保护整定范围不受负荷阻抗的制约Zdz3Zdz2Zdz1在同一负荷状态下：Zdz1 Zdz2Zdz3ZdRtZk四边形阻抗继电器反应过渡电阻能力较强四边形阻抗继电器躲负荷能力较强（在同一线路整定值条件下）四边形阻抗继电器躲励磁涌流能力较强0R四边形阻抗继电器由多向量构成，当UK=0时，仍能满足条件，因此可省去断线闭锁装置负荷特性涌流特性涌流+负荷特性jxjx当躲励磁涌流和负荷同时存在时，可

6、能误动，需加抵制涌流的措施。构成继电器的向量多，较复杂；易受高次谐波的干扰，使继电器误动或拒动，需将高次谐波滤掉。四边形阻抗继电器0 0电电阻阻电电抗抗 1涌涌流流 L 2负负荷荷XR 10.1R0.1X图中:1为整定的线路阻抗角，用于躲过机车运行及空投时的涌流，通常取 7080；L是负荷角，通常取2040；R，X分别是整定的保护线路电阻及电抗值。2利用牵引负荷特点构成的保护谐波电流的利用利用三次谐波的含量区分正常工作和故障状态利用二次谐波的含量区分励磁涌流和故障电流二次谐波闭锁二次谐波闭锁：谐波闭锁和高次谐波抑制电力机车空载投入接触网，或者机车在运行过程中失电又复得电时，机车将产生励磁涌流，

7、此时如果线路上还有正常负荷，其综合负荷就会落入动作区，使常规保护误动作，所以本装置采用了二次谐波闭锁功能。YLK12IIPT断线闭锁判据:Uzd 其中：cd 一并补装置两组串朕电容器之差电压基波分量；zd 一差压定值；(/kzdUU K 可靠系数）max()(1)():()(1)MNMKUUN MKDK母线最高电压差电压max()()1.1()(1)cnMUUN MKDK母线最高电压电容器额定电压其中：M 一并朕电容器数；N 一串朕电容器数；D补偿度（0.120.13）K切断电容器的台数；过电压保护 用于保护电容器的过电压。动作方程：UUzd 其中：U一母线电压基波分量；Uzd 一过电压定值；定值计算：nzdUU)3.11.1(其中：Un一母线额定电压；典型时限1s2s。低电压保护 按并联补偿装置“最后投入，最先开放”的原则而设计。设置低电压保护的目的是：a)防止在无负荷时电容器和变压器同时投入；b)在电源恢复前，使电容器不在投入状态。动作方程：UUZd 其中：U一母线电压基波分量；UZd一低电压定值；定值计算：Uzd(0.50.6)Un；典型时限 0.5s1s。