电气化铁路短距离AT供电线路的保护整定
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全并联AT 供电方式下馈线保护的配置与整定摘要:高速铁路牵引供电系统的安全可靠运行是保证列车安全运行的前提,继电保护装置是保障牵引供电系统安全可靠运行的重要手段。
针对我国高铁广泛采用的全并联AT供电方式,从正常供电和越区供电两个方面分析了馈线保护的要求,配置了相应的保护方案并探讨了整定计算的方法。
关键词:AT供电;馈线保护;整定1全并联AT供电方式目前,我国高铁通常采用全并联AT供电方式,如图1所示。
其特点是在AT供电方式的基础上,将上、下行接触网在每个AT所都进行一次横向电连接。
这种接线方式可减少接触网单位长度阻抗,减少电压损失,增强供电能力,改善供电质量,但是这种供电方式的拓扑结构较普通AT或其他供电方式要复杂,在故障情况下电气参数变得更加复杂,使其对继电保护提出了更高的要求。
2全并联AT供电方式馈线保护配置的总体思路由于全并联AT供电方式结构的特殊性,保护配置方案与传统的牵引网保护有所不同。
在这里主要体现的一个设计思路就是:当发生故障时,继电保护应首先将复杂的网络简单化,将系统解裂,让其变为不并联的单线供电臂,然后再利用各断路器重合闸逐一排除故障,这样就会大大简化保护的配置,快速锁定故障范围。
例如图1 所示的全并联AT 供电牵引网中,当k1 点发生暂时性短路故障时保护启动,首先应将断路器QF1、QF2 分断,然后ATI所的断路器QF3、QF4和分区所SP的断路器QF5、QF6 因失压保护而分断,将系统解裂让其变为不并联的单线供电臂。
QF5和QF6分断以后,QF1和QF2自动重合闸,馈线恢复供电。
之后通过AT1所和分区所SP设置的检有压自动重合闸装置,将AT1所、分区所SP的QF3、QF4、QF5、QF6重合闸,系统恢复正常供电。
当k1点发生永久性短路故障时,应首先跳开QF1和QF2,然后因失压保护跳开QF3、QF4、QF5、QF6,重合闸整定时间到后QF1、QF2优先重合闸,但由于是永久性短路故障,QF2重合后又跳闸而QF1 重合闸成功,QF5因无压不重合闸,QF6重合闸成功,QF3因无压不重合闸,QF4重合闸成功,整个系统上行供电臂停止供电,下行供电臂恢复AT供电。
高速铁路AT供电若干问题探讨【摘要】随着社会经济的飞速发展,高速铁路行业的发展也极为迅速,而且,高速铁路的运营具有高效、舒适、快捷、节能、安全等特点,是未来铁路交通重点的发展项目,而其中AT供电系统将起到关键性的作用,因此,在高速铁路交通发展的过程中,必须确保AT供电系统运行的安全性、可靠性。
【关键词】高速铁路;AT供电;运行环境前言近些年来,高速铁路AT供电系统故障频繁发生,给高速铁路的安全运营造成极大的影响,对此,必须采取有效的处理措施,通过分析AT供电存在着的问题,进而及时将安全隐患扼杀在萌芽中,本文主要对高速铁路AT供电的若干问题进行分析。
1 高速铁路AT供电方法分析AT供电是高速铁路供电的重要组成部分,AT供电相比于其他供电方式来说能够有效的减少供电系统的电压损失,提升供电效率[1]。
就现阶段高速铁路AT 供电的方法来分析,主要分为AT所、AT牵引变电所等,AT所供电方法,主要是通过上下行接触网并联的方式实施供电,同时,为了确保供电系统运行的安全性,需要在中间加装断路器,一般情况下,在AT所正常供电的时候,系统的断路器是呈关闭的状态,一旦AT所出现运行故障,系统中的断路器也将会自动断开对供电系统起到保护作用,避免给线路以及线路上的设备产生影响。
另外,一般情况下都会在AT所设置两台断路器,同时,也会加装两台自耦变压器,这样在一台出现运行故障的时候,就可以启动另一台备用设备,从而确保AT所供电的可靠性、稳定性。
AT牵引变电所的变压器主要由两组单相牵引变压器以及三相V/X接线等组成,这样在高速铁路供电系统正常运行的过程中,一组可以正常运行,而另一组则作为供电系统的备用设备,对提高供电系统运行的质量有着极大的作用,是当前高速铁路AT供电的主要方法之一。
2 当前高速铁路AT供电的若干问题分析AT供电系统是确保高速铁路运行的关键,而在供电系统日常运行的过程中,系统安全事故屡见不鲜,不仅给AT供电系统的正常运行造成极大的影响,甚至会产生人身安全事故[2]。
电气化铁路有关人员电气安全规则第1条电气化铁路沿线路内外各单位需组织学习本规则的相关内容。
电气化铁路相关作业人员每年至少进行一次安全考试,考试合格后,方准参加作业。
第2条为保证人身安全,除牵引供电专业人员按规定作业外,任何人员及所携带的物件、作业工器具等须与牵引供电设备高压带电部分保持2m以上的距离,与回流线、架空地线、保护线保持Im以上的距离,距离不足时,牵引供电设备须停电。
第3条机车、动车及各种车辆上方的接触网设备未停电并办理安全防护措施前,禁止任何人员攀登到车顶或车辆装载的货物上。
第4条电气化区段上水、保洁、施工等作业,不得将水管向供电线路方向喷射,站车保洁不得采用向车体上部喷水方式洗刷车体。
第5条发现牵引供电设备断线及其部件损坏,或发现牵引供电设备上挂有线头,绳索、塑料布或脱落搭接等异物,均不得与之接触,应立即通知附近车站,在牵引供电设备检修人员到达未采取措施以前,任何人员均应距已断线索或异物处所IOm以外。
第6条在电气化区段运行的机车、动车、车辆及自轮运转设备可以攀登到车顶或作业平台的梯子、天窗等处所,均应有〃电气化区段严禁攀登〃的警告标志。
第7条电气化铁路附近发生火灾时,须遵守下列规定:1距牵引供电设备带电部分不足4m的燃着物体,使用水或灭火器灭火时,牵引供电设备必须停电。
2 .距牵引供电设备带电部分超过2m的燃着物体,使用沙土灭火时,牵引供电设备可不停电,但需保持灭火机具及沙土等与带电部分的距离在2m以上。
第8条各种车辆和行人通过电气化铁路平交道口必须遵守下列规定:1通过道口车辆限界及货物装载高度(从地面算起)不得超过4.5m,超过时,应绕行立交道口或进行货物倒装。
3 .通过道口车辆上部或其货物装载高度(从地面算起)超过2m通过平交道口时,车辆上部及装载货物上严禁座人。
4 .行人持有长大、飘动等物件通过道口时,不得高举挥动,应与牵引供电设备带电部分保持2m以上的距离。
本条规定内容应制成揭示牌,固定在道口两面限界门右侧门框上,由供电设备管理单位负责安装及维护。
浅谈配电线路保护整定方法一、引言配电网是直接向用户供电的电力网络,担负着电网运行的经济性和可靠供电的社会责任。
当配电线路发生故障时,安装在线路上的继电保护装置应可靠动作,隔离故障区段、保证非故障区段的供电,但是由于配电线路上保护装置的配置不完善或保护定值计算的不合理等因素,造成配电线路故障时发生越级跳闸或拒动现象普遍存在。
近年来,随着配电线路上大量配有微机保护功能的永磁机构开关的投运,开关的保护整定计算也应越来越规范完善,下面就配电线路保护整定计算的方法进行了总结。
10KV或6KV配电网普遍采用的是小电流接地系统,一般配置三段式电流保护、三相一次重合闸和低周减载装置。
本文主要讨论配电线路开关的电流保护整定计算。
二、保护计算瞬时电流速断保护配电网是电力系统供电的最后一个环节,根据对继电保护速动性的要求,在保证选择性及可靠性的前提下,保护装置切除故障的时间越短越好,因此,在配电线路上,首先考虑能快速动作而又简单可靠的保护。
1)、一般计算方法整定原则:按照最大方式下躲过本线路末端三相短路电流整定。
.Ⅰ=(1)为可靠系数,一般取1.2为最大方式下线路末端三相短路电流取0″其中= ×=×(2)为开路电压,一般取1;为功率基准值,取100MV A;为电压基准值,10KV 配电网取10.5KV;为系统最大运行方式下10KV母线阻抗标么值;为配电线路全长的阻抗标么值。
以A1开关瞬时电流速断保护整定计算为例,设架空线路单位阻抗值为0.4W/KM,全长为L架KM,电缆线路单位阻抗值为0.1W/KM,全长为L缆KM (如图一所示)=(0.4L架+0.1L缆)()=(0.4L架+0.1L缆)/1.1025(3)把(2)、(3)代入(1)得.Ⅰ==2、限时电流速断保护由于瞬时电流速断不能保护本线路的全长,可增设一段新的保护,在任何情况下都能保护本线路的全长,并具有足够的灵敏性,同时动作时间限制得尽可能短,它能以较小的时限快速切除全线路范围内的故障,这种保护为限时电流速断保护。
电气化铁道自耦变压器(AT)供电方式简介采用AT供电方式时,牵引变电所主变输出电压为55kV,经AT (自耦变压器,变比2:1)向接触网供电,一端接接触网,另一端接正馈线(简称AF线,亦架在田野侧,与接触悬挂等高),其中点抽头则与钢轨相连。
AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样,起到防干扰功能,但效果较前者为好。
此外,在AF线下方还架有一条保护(PW)线,当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用,同时亦兼有防干扰及防雷效果。
显然,AT供电方式接触网结构也比较复杂,田野侧挂有两组附加导线,AF线电压与接触网电压相等,PW线也有一定电位(约几百伏),增加故障几率。
当接触网发生故障,尤其是断杆事故时,更是麻烦,抢修恢复困难,对运输干扰极大。
但由于牵引变电所馈出电压高,所间距可增加一倍,并可适当提高末端网压,在电力系统网络比较薄弱的地区有其优越性。
1、什么是开闭所?所谓开闭所,是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所,一般有两条进线,然后多路馈出向枢纽站场接触网各分段供电。
进线和出线均经过断路器,以实现接触网各分段停、供电灵活运行的目的。
又由于断路器对接触网短路故障进行保护,从而可以缩小事故停电范围。
2、什么是分区亭?分区亭设于两个牵引变电所的中间,可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障,可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断路器,在继电保护的作用下自动跳闸,将故障段接触网切除,而非故障段的接触网仍照常工作,从而使事故范围缩小一半。
3、什么是AT 所?牵引网采用AT 供电方式时,在铁路沿线每隔10km 左右设置一台自耦变压器AT,该设置处所称做AT 所。
自藕变压器跨接于接触网(T)和正馈导线(AF)之间,其中点与钢轨(R)及接触网线路同杆架设的保护线(PW)相连形式的AT 供电方式。
●电缆的长度和配盘由于京津城际全线的27.5kV中压供电电缆为进口电缆,西门子在采购电缆时没有预留很大的余量。
电气化铁路牵引变电所主接线设计及继电保护分析作者:陶倩刘磊武金甲来源:《消费电子》2022年第02期《中长期高速铁路网规划》中指出,至2025年,中国铁路网发展规模将高达17.5万公里,当中高铁将实现3.8万公里。
到2030年,中国的远景铁路网发展规模将实现20万公里,当中高铁将实现4.5万公里。
铁道行业广阔的市场前景,特别是高速铁路的高速发展会带来电气化铁路供电系统行业旺盛的市场需求。
我国目前的客运专线用的单相工频(50Hz)交流电,除个别大运量货运线路之外,牵引供电系统都采用AT供电.AT供电通常配置的继电保护为馈线距离保护、过电流保护、电流速断保护等保护。
在自動化技术迅猛发展下,牵引供电系统及继电保护系统已有综合自动化发展的趋势。
铁路是我国交通运输中的重要组成部分,国家铁路和城市轨道交通是关系到我国国计民生的重大基础设施。
电力牵引在铁路、城轨和工矿运输中广泛应用,提高了运量和经济效益,电气化铁路为我国铁路缓解了运输压力,与我国能源结构状况相适应,对我们出行及社会发展有着重要的作用,是当今铁路机车牵引的主要动力来源。
牵引变电所的安全可靠工作是维护电气化高速铁路正常安全可靠运转的重要前提,其继电保护工作就是维持牵引变电站正常工作和故障切除的最主要维护手段之一。
主要功能包括:通过对用户的动作定值设定迅速切断故障装置和线路,减少了故障范围和故障时间所造成的经济损失。
利用自动重合闸、后备供电电源自投等设备,保证供电的安全可靠、减少了供电故障停电时间。
以及通过故障标记,迅速对故障地点加以定位,从而加速了故障抢修的速度。
采用了微机综合自动化控制系统,从而完成对牵引变电所设备的远程调度。
牵引变电所继电保护是保证牵引变电所可靠工作的关键,如果加设了继电保护系统装置,就可以使牵引变电所按正常状态工作。
所以,牵引变电所主接线设计以及继电保护系统的可靠配置、安全操作,对于电气化铁路的运营具有关键的意义。
(一)电气主接线的设计功能高铁牵引供电系统主要任务是为高铁电力机车的操作和控制不间断地供应高效且稳定电力。
电力技术Electric Power Technology Vol.19No.3 Feb.2010第19卷 第3期2010年2月电气化铁路牵引站供电线路保护定值整定问题探讨薛艳霞,任社宜(山东枣庄供电公司,山东枣庄277100)【摘 要】通过对电气化铁路牵引站线路的保护整定进行讨论,得出了新型的整定方案,并对整定中出现的问题进行了分析和探讨。
【关键词】牵引站;定值整定;距离元件;阻抗【中图分类号】U224【文献标识码】A【文章编号】1674-4586(2010)03-0067-061 引言随着新技术、新材料的应用,电气化铁路(以下简称“电铁”)在数量上和质量上都得到了很大的发展,电气化铁路已成为世界各国铁路现代化的重要标志。
目前,我国电气化铁路已突破2万公里,承担铁路运量的50%以上。
京沪铁路电气化工程作为国家“十一五”重点项目,经过一年的电气化升级改造,已经完成并于2006年7月1日正式通车。
在这次电气化工程中,牵引站变压器特殊的接线方式及其负荷性质的特殊性,给站内供电线路的保护定值整定带来一系列问题。
2 牵引站设备及负荷的基本情况京沪铁路沿线山东段各110kV牵引站主变均采用两相变压器,每座牵引站安装两台双卷主变压器,接线型式为V/V接线,一台运行,一台备用。
单台主变容量为22.5~45MV A(远景为28.5~56.5MV A),主变低压侧设有自动投切装置。
牵引负荷为单相移动负荷,其大小随时都在发生变化。
牵引负荷的大小与线路的机车数量、机车功率、运行速度以及铁路线情况等有很大关系。
整流式电力机车以及电动车组的电流中含有大量的高次谐波,其中三次谐波成分最高,一般可达20%或30%。
3 电气化铁路牵引供电系统的特点电气化铁路牵引供电系统主要包括供电系统和牵引系统。
3.1 供电系统我国电气化铁路均以110kV或220kV电压等级向其供电。
电力机车牵引负荷为一类负荷,供电可靠性要求很高,故电气化铁路牵引站设置两台(套)牵引变压器(220/27.5kV或110/27.5kV),并由电力系统提供两组相对独立的供电电源(或同一变电站的两段母线)。
铁路安全管理规定(2)第四章铁路线路安全第二十七条铁路线路两侧应当设立铁路线路安全保护区。
铁路线路安全保护区的范围,从铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或者铁路桥梁(含铁路、道路两用桥,下同)外侧起向外的距离分别为:(一)城市市区高速铁路为10米,其他铁路为8米;(二)城市郊区居民居住区高速铁路为12米,其他铁路为10米;(三)村镇居民居住区高速铁路为15米,其他铁路为12米;(四)其他地区高速铁路为20米,其他铁路为15米。
前款规定距离不能满足铁路运输安全保护需要的,由铁路建设单位或者铁路运输企业提出方案,铁路监督管理机构或者县级以上地方人民政府依照本条第三款规定程序划定。
在铁路用地范围内划定铁路线路安全保护区的,由铁路监督管理机构组织铁路建设单位或者铁路运输企业划定并公告。
在铁路用地范围外划定铁路线路安全保护区的,由县级以上地方人民政府根据保障铁路运输安全和节约用地的原则,组织有关铁路监督管理机构、县级以上地方人民政府国土资源等部门划定并公告。
铁路线路安全保护区与公路建筑控制区、河道管理范围、水利工程管理和保护范围、航道保护范围或者石油、电力以及其他重要设施保护区重叠的,由县级以上地方人民政府组织有关部门依照法律、行政法规的规定协商划定并公告。
新建、改建铁路的铁路线路安全保护区范围,应当自铁路建设工程初步设计批准之日起30日内,由县级以上地方人民政府依照本条例的规定划定并公告。
铁路建设单位或者铁路运输企业应当根据工程竣工资料进行勘界,绘制铁路线路安全保护区平面图,并根据平面图设立标桩。
第二十八条设计开行时速120公里以上列车的铁路应当实行全封闭管理。
铁路建设单位或者铁路运输企业应当按照国务院铁路行业监督管理部门的规定在铁路用地范围内设置封闭设施和警示标志。
第二十九条禁止在铁路线路安全保护区内烧荒、放养牲畜、种植影响铁路线路安全和行车瞭望的树木等植物。
禁止向铁路线路安全保护区排污、倾倒垃圾以及其他危害铁路安全的物质。
2023年电气化铁路附近有关安全规定2023年电气化铁路附近的安全规定是为了确保铁路运输的安全和顺畅。
电气化铁路是一种通过电力供电的铁路系统,相较于传统的蒸汽和柴油机供电的铁路,电气化铁路更环保、更高效。
然而,由于电气化铁路的供电方式与传统铁路有所不同,因此也需要加强相关安全措施。
首先,对于电气化铁路附近的建筑物,必须符合一定的安全要求。
建筑物的高度和距离电气化铁路线路的距离都需按照相关标准进行规定,以确保建筑物不会对电气化铁路的供电线路造成影响,避免电气故障和安全事故的发生。
其次,电气化铁路附近的居民和企业也需要遵守相关的安全规定。
居民和企业应当保持一定的距离,不得在电气化铁路线路附近进行危险活动,以免发生触电、火灾等意外事故。
同时,禁止在电气化铁路附近违法设置广告牌、宣传栏等物体,以确保视线畅通。
第三,对于铁路沿线的设施和设备,也需要进行安全检查和维护。
电气化铁路供电设备必须定期检查和维护,确保供电线路的稳定和正常运行。
同时,铁路沿线的信号系统和道口护栏等设备也需要进行定期维护和保养,确保运营的安全性。
此外,电气化铁路附近的车辆和行人也要遵守相关的交通规则。
禁止非法蹲坐在铁路边沿或是违法穿越铁路线,遵守交通信号灯的控制,保持道路通畅。
同时,车辆行驶时要保持与电气化铁路的安全距离,并按照标识标线要求行驶,确保行车安全。
对于电气化铁路附近的施工单位和工作人员,也要按照相关规定进行施工和作业。
施工时必须遵守安全操作规程,不得影响电气化铁路线路和设备的正常运行,及时清理施工现场,确保施工过程中的安全。
最后,对于电气化铁路的乘客来说,也需要遵守相关安全规定。
乘客应按照规定在指定的地点上下车,不得在电气化铁路线路附近进行乱跳、穿越等危险行为。
同时,在列车运行过程中,乘客要听从列车员的指导,保持车厢内的秩序和安全。
总之,2023年电气化铁路附近的安全规定旨在保障电气化铁路的正常运行,减少安全事故的发生。
各个方面的参与者,包括建筑物、居民和企业、设施和设备、车辆和行人、施工单位和工作人员、乘客等都有责任遵守相关规定,共同维护电气化铁路的安全。
电铁线路距离保护整定原则及电铁牵引变阻抗特性探讨摘要:随着我国高铁跨越式发展,越来越多的电铁牵引站投入运行。
而电铁牵引变压器的电压等级、接线方式种类繁多,等值模型各不相同,给距离保护的整定计算带来诸多问题。
本文分析了常见电铁牵引变压器等值阻抗的计算方法,并从整定计算的角度分析距离保护取值原则。
关键词:牵引变;整定;高铁;归算阻抗一、常见的电铁线路配置有:220kV二相电铁线路配单相牵引变压器或单相双分裂牵引变压器、220kV三相电铁线路配二台单相牵引变压器或单相双分裂牵引变压器,构成V/V 或V/X接线。
本文将根据不同类型的配置讨论距离保护整定计算的取值原则并分析其牵引变压器阻抗的等值方法。
二、220KV二相电铁线路配单相牵引变压器一)距离Ⅰ段整定:二相电铁线路一般配置二段式相间距离保护,同时均为线变组接线。
考虑到系统稳定要求,为确保全线速动,距离Ⅰ段伸入对侧变压器,同时确保不伸出变压器低压侧母线。
原则如下:1.按本线末故障有规程规定的灵敏度整定,保证全线速动。
3.距离Ⅰ段时间取0S。
二)距离Ⅱ段整定:由于电铁牵引变主变保护一般均为单套配置,距离Ⅱ段考虑保对侧电铁牵引变压器低压侧故障有远后备灵敏度,同时躲最大负荷阻抗。
若无法兼顾可用负荷电阻线来躲负荷阻抗。
原则如下:1.按保牵引变压器低压侧故障有远后备灵敏度。
三)单相牵引变压器的正序阻抗等效计算:由于单相牵引变压器挂在线路两相之间,不可像常规线路一样将变压器归算阻抗代入公式计算。
由于挂在线路相间,整定时应取其归算阻抗的一半:其中ZT为参与整定计算的阻抗值,ZT1为变压器归算阻抗。
注意当电铁牵引变采用单相变压器时,ZT1直接采用其归算阻抗。
如果采用单相双分裂牵引变压器,该变压器有两个重要参数:穿越阻抗和半穿越阻抗。
穿越阻抗是指两个低压绕组短路时,高低压绕组间的短路阻抗。
半穿越阻抗是指两个低压绕组之一短路时高低压侧的短路阻抗。
在按躲变压器低压侧故障阻抗时ZT1应取最小的穿越阻抗。
对客运专线全并联AT供电方式馈线保护整定的探讨汪国林【摘要】通过对直供、AT供电和全并联AT供电方式的接触网阻抗以及测量阻抗的比较,分析客运专线接触网在不同运行方式下需要保护的范围,并结合上海铁路局客运专线牵引供电专业的运行实践,探索接触网阻抗变化规律,寻求接触网馈线保护的整定方法来提高其保护装置的性能.当电气化铁路的接触网一旦出现故障,馈线保护装置能够迅速将故障设备与供电系统隔开,避免扩大故障范围.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】5页(P116-120)【关键词】接触网;全并联AT供电;测量阻抗【作者】汪国林【作者单位】上海铁路局建设处,上海200071【正文语种】中文【中图分类】U233.6客运专线的接触网采用全并联AT供电方式以满足列车牵引负荷大和运行密度高的要求,牵引变电所采用两路互为热备用的220 k V线路变压器组,每组由2台单相牵引变压器构成V/X结线,变电所出口不安装AT,同一方向上、下行接触网由不同的断路器分别供电,在AT所、分区所通过不同的断路器连接到AT上。
但是这种供电方式在故障时的情况比较复杂,因此掌握它的各种故障特性,使综合自动化装置满足保护的精确性、可靠性、灵敏性和速动性等要求,对确保牵引供电系统的安全十分重要。
当接触网发生故障,馈线保护装置启动断路器跳闸,AT失压解列,如果是瞬时故障,则牵引变电所断路器一次重合闸成功,此时接触网是直供方式,AT所、分区所断路器检有压重合闸成功,恢复正常供电;如果是永久故障,故障侧馈线断路器重合闸动作后,馈线保护装置再次启动断路器跳闸,AT所、分区所检测到接触网无压,重合闸不启动,此时故障侧接触网被隔离,而非故障侧重合闸动作接触网恢复AT供电方式。
由此可见,全并联AT供电方式的接触网在故障时出现直供、AT 供电方式,因此馈线保护装置必须同时满足直供、AT和全并联AT供电方式的保护需求才能保证牵引供电系统安全。
JIANGSU NORMAL UNIVERSITY本科毕业论文UNDERGRADUATE THESIS(DESIGN)论文题目:高速铁路AT供电系统的保护配置与整定姓名:马克学院:中俄学院专业:轨道交通信号与控制年级、学号:2015级、15089102指导教师:姜来东江苏师范大学教务处印制论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
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本人签名:年月日论文(设计)版权使用授权书本论文“高速铁路AT供电系统的保护配置与整定”是本人在校期间所完成学业的组成部分,是在江苏师范大学教师的指导下完成的,因此,本人特授权江苏师范大学可将本毕业论文的全部或部分内容编入有关书籍、数据库保存,可采用复制、印刷、网页制作等方式将论文文本和经过编辑、批注等处理的论文文本提供给读者查阅、参考,可向有关学术部门和国家有关部门或机构呈送复印件和电子文档。
本毕业论文无论做何种处理,必须尊重本人的著作权,署明本人姓名。
作者签名:指导教师签名:年月日年月日高速铁路AT供电系统的保护配置与整定摘要中国乃至世界铁路的发展朝着高速化的方向发展,飞速发展的铁路,离不开一种高效的供电方式,一个安全可靠的供电系统。
供电,是列车运行的能源所在,是其命脉。
随着我国高铁技术的飞速发展。
AT供电方式的优越性体现在它有着巨大的供电容量,并且可实现远距离的供电,避免了繁杂的电分段以及电分相。
有效减弱对通信的感应响应等特点的AT供电方式也更加受到人们的青睐。
高速铁路一般采用全并联式的AT供电方式。
本文着重分析了AT供电方式、AT供电方式的特点与优势、牵引网的阻抗及简单计算、各种AT供电牵引变压器接线方式研究、继电保护、牵引主变保护及其整定、馈线保护及其整定等,最后以一条高速铁路AT供电系统的保护整定参数的实例进行计算。
一、电气化铁路供电方式的分类1、直接供电方式(简称TR供电方式)2、自耦变压器供电(简称AT供电方式)3、吸流变压器供电(检查BT供电方式)4、带回流线的直接供电(检查DN供电方式)二、各供电方式的优缺点:1、AT和BT供电比较复杂,一般情况下,大多数采用带回流线的直供方式,取消了BT供电方式中的吸流变压器,保留了回流线,利用接触网与回流线之间的互感作用,使钢轨中的回流尽可能的由回流线流回变电所,因而部分抵消了接触网对临近通信线路的干扰,其抗干扰效果不如BT供电方式好,通常在对通信线防干扰要求不高的地区采用这种方式,这种供电方式设备简单,供电设备的可靠性得到了提高,由于取消了吸流变压器,只保留了回流线,因此牵引网阻抗比直供方式低一些,供电性能好一些,造价也不高,所以这种供电方式在电气化铁路上得到广泛应用。
2、直接供电方式:1)优点:接线简单、节省投资2)缺点:由于牵引供电系统为单相负荷,该供电方式的牵引回流是通过钢轨流回变电所,是不平衡的供电方式,电流流出不等于流入,对通信线路产生感应影响。
3、自耦变压器供电(AT供电方式)1)由于自耦变压器的中心点与钢轨连接,牵引网的供电电压为2*25KV,电压提高了一倍,因此牵引变电所间的距离也提高了一倍,(直供+回流的供电方式牵引变电所间的距离20—30公里、而AT供电方式的牵引变电所间的距离为40—60公里)一般AT供电方式用于重载和高速铁路,需要牵引电流比较大的供电系统,而馈线电流只有直供方式的一半。
4、牵引网的阻抗值:1)AT供电方式:0.09欧/km2)BT供电方式:0.85欧/km3)直供方式:0.33欧/km4)直供+回流:0.31欧/km三、牵引变压器接线方式:1、单相V/V接线:1)优点:接线简单、体积小、重量轻、便于运输,适应运输量较小的线路。
2)缺点:负荷严重不平衡、高压侧只用两相,所内用电只有220V 电源,没有380V电源,需要增加劈相设备。
电气化铁路 at 供电方式故障测距装置企业标准电气化铁路是指以电作为动力,通过电气化设备驱动列车运行的一种铁路系统。
相较于传统机车牵引列车,电气化铁路具有安全、环保、高效节能等优势。
然而,在使用电气化设备的过程中,供电方式故障是比较常见的问题,这也给铁路运营带来了一定的困扰。
为了及时发现供电方式故障,准确测定故障距离,为维护铁路正常运营起到积极的作用。
因此,制定《电气化铁路 at 供电方式故障测距装置企业标准》十分必要。
该标准从以下几个方面进行规范:一、适用范围该标准适用于电气化铁路供电方式故障测距装置的研制、制造和测试工作。
其目的在于确保供电方式故障测距装置的准确性和稳定性。
二、术语和定义该标准对供电方式故障测距装置的基本术语和定义进行了规定,旨在保证标准术语的统一性和标准应用的准确性。
三、技术要求供电方式故障测距装置应具有以下基本要求:测距准确、反应速度快、结构简单、易于操作、性能稳定、可靠性高等。
具体而言,供电方式故障测距装置应能够实现测距长度、测距误差、工作温度、工作电压等指标的要求。
同时,还应该具备故障提示、自动测距、自动捕捉、数据存储等功能。
四、试验要求和评价方法对供电方式故障测距装置的试验要求和评价方法进行规定,旨在保证装置的性能和可靠性。
试验要求主要包括外观检查、静态特性测试、动态特性测试、稳定性测试等。
评价方法主要包括性能评价、可靠性评价等。
以上就是《电气化铁路 at 供电方式故障测距装置企业标准》的主要内容。
制定这个标准的出发点在于保障电气化铁路的安全和稳定性,同时也是对企业的要求和规范。
电气化铁路供电线路继电保护整定问题的探讨摘要:随着我国经济的快速发展,城市与城市之间的联系更加紧密,交通运输业也更加繁荣,而铁路作为现阶段主流运输方式之一,为人们工作生活提供诸多便利。
电气化铁路运输是通过电力网供电与电力机车相互作用下满足输送旅客与物资的需要的高效运输系统,电气化铁路运输有着运输量大、运输效率高、污染小等特点,所以许多世界发达国家都积极投入到有关研究之中,而我国作为世界经济大国自然也不例外,自2012年,我国已经基本建成四横四纵的高铁线路网,相应基础设施也较为完善。
而继电保护整定工作是保障电气化铁路运输的重要环节,相关工作者应做好研究与思考,为构筑更加安全可靠的铁路运输供电体系奠定相关基础。
关键词:电气化铁路;供电线路;继电保护1.我国铁路网规划现阶段在我国《中长期铁路网规划》中,除了要将工作重心放在铁路运营上,更要实现进一步的提升与更深层次的发展,而这其中一个重要的大方向就是复线电气化,在该规划中对于复现化的电化率有更加精准的把控要求,其应该达到五分之三,由此我们不难看出,电气化铁路已经成为未来发展的一种必然趋势,电气牵引不仅仅是新技术的有效运营,而它与传统的蒸汽机与内燃机等老式机车相比有者更强的牵引力、且更加环保,优势十分突出。
做好电气化铁路建设不仅仅能够有效提高现有铁路的运输能力与运输效率,更能减少列车数量,从而降低老旧设备的使用与维护费用,促进人力资源与物力资源的优势互补。
在实际运用的过程中,在所有轴所承受的荷载相同的情况下,轴功率越大,而目前我国国内最大的电力机车能够达到900千瓦,而传统内燃机仅仅能达到500千瓦,如果牵引力相同,电力机车不仅能在行驶速度上有更大的飞跃,并且在运输能力、平稳性等方面有着更为骄人的成绩。
随着技术的不断革新,也使得铁路运输效率与运输成本逐渐降低,从而有利于成本控制工作的开展,并且电能的有效运用,能够有效代替一般能源,又因为我国发电技术又相对成熟,可充分利用可再生能源,所以选择电气化铁路能环节我国能源紧张、环境污染等问题,我国家能源结构以及生活环境的改善作出相应贡献。
电气化铁路短距离AT供电线路的保护整定
楚振宇周晓东张涛
摘要:文章通过对电气化铁路短距离AT供电线路的保护整定进行讨论,得出现行的整定方式不适用于短距离AT供电线路的保护整定,应根据实际情况进行整定计算。
关键词:保护整定;AT供电;短距离;阻抗
中图分类号: TM77;TM922.3 文献标识码: B
文章编号: 1003-4897(2000)01-0033-02
Protection setting of at feeder line with short distancein
electrification railway
CHU Zhen-yu, ZHOU Xiao-dong, ZHANG Tao
(3rd Survey & Design Institute,300142 Tianjin,China)
Abstract:A discussion of protection setting of AT feeder line with short distance in electrification railway is given in this paper.The conclusion shows that the current setting method does not adapt AT feeder line with short distance and its protection setting should be calculated and adjusted according to practical condition.
Keywords:protection setting; AT feeder line; short distance; impedance
交流电气化铁路自耦变压器供电方式(以下称AT供电方式)以其优
良的通信防干扰性能和较高的技术经济综合效益在我国得到应用,然而其牵引网阻抗的非线性给保护整定带来了困难。
某AT供电方式牵引变电所在开通后多次发生馈线阻抗保护在馈线故障时Ⅰ段、Ⅱ段保护不动作,Ⅲ段保护动作以及电流速断保护拒动的情况,对供电设备安全运行和行车安全构成威胁。
设计人员根据保护整定计算原则[1、2]对整定过程进行复查没有发现问题。
为此我们对该处牵引供电系统进行了分析。
1 系统状况
该处牵引供电系统包括牵引变电所、开闭所和分区所各一座,分布如图1所示。
其中,开闭所和分区所中设有自耦变压器,实现上下行并联。
接触网悬挂示意图如图2所示,其中接触导线采用TCG-110型铜接触导线,距离轨面高6000mm,承力索采用TJ-120型硬铜绞线,结构高度720mm,弛度600mm,正馈线采用LGJ-185型钢芯铝绞线,弛度750mm,
钢轨为60kg/m型。
根据地区供电局资料和变压器参数计算得牵引变电所55kV母线处最小短路电流为1127A(折算到110kV)
图1 牵引供电系统示意图
图2 接触网悬挂示意图
2 阻抗计算与分析
=0.058+根据以上参数进行阻抗计算可得AT牵引网长回路阻抗Z
L
j 0.1398Ω/km,段中阻抗Z
=0.0889+j 0.4227Ω/km。
根据资料[2]
d
中的公式进行计算,可得该供电区间的T-R短路阻抗曲线和T-F短路阻抗曲线(图3中曲线1、2)以及上下行解列运行的T-R短路阻抗曲线和T-F 短路阻抗曲线(图3中曲线3、4),再根据资料[1]中的整定原则进行整定,可得三段阻抗整定值。
图3 AT阻抗曲线
通过对计算过程和计算结果进行分析,AT牵引网牵引网单位阻抗本身很小,而该处供电臂距离很短,牵引网阻抗的小数值、非线性是造成保护误动的主要原因。
在进行电流速断保护整定时,为了保证选择性,通常引入可靠系数,取值范围一般为1.2~1.3[3]。
将母线处最小短路电流折算成55kV侧阻抗,其数值为24.395Ω。
取可靠系数等于1.2,则引入可靠系数引起的阻抗增量为4.879Ω。
由此可见,由于供电臂太短,线路阻抗较小,与系统阻抗和变压器阻抗相比显得很小,而整定计算时引入了可靠系数,阻抗增量的数值甚至已经大于最大线路阻抗,从而使电流速断保护失去了保护范围。
对于阻抗保护而言,由于供电臂太短,使得AT供电方式线路阻抗的非线性表现得特别突出,T-R短路阻抗中段中阻抗占据主导地位,而整定原则以长回路阻抗为基准,从而导致保护范围缩小,灵敏度下降;由于供电臂太短,线路阻抗较小,AT漏抗和过渡电阻对保护范围的影响已不容忽视。
①AT漏抗的影响
在计算T-R短路阻抗时采用的资料[2]中的计算公式。
该公式忽略了AT漏抗的影响,因而在线路出口处阻抗为0,这与实际情况不符合。
应用电气网络计算方法,可以求得计及AT漏抗影响的T-R短路阻抗,其阻抗曲线如图3中曲线5所示。
从图3中曲线可以看出,当不计AT漏抗影响时Ⅰ段的保护范围仅有2km,Ⅱ段的保护范围基本满足;当计及AT漏抗影响时Ⅰ段的保护范围迅速下降到1km,Ⅱ段的保护范围基本满足。
②过渡阻抗的影响
当短路发生时不可避免的存在过渡阻抗。
过渡阻抗的存在将影响短路电流和电压的数值及其相位关系,而且一般是非线性的。
由于该线路长度短,阻抗小,过渡阻抗对保护整定的影响较大,同时保护装置的整定值较小,则相对地受过渡阻抗的影响也较大。
当考虑AT漏抗和过渡阻抗的影响之后,Ⅰ段距离保护很可能已经失去保护范围,Ⅱ段距离保护的阻抗整定值只比牵引变电所至开闭所的最大计算阻抗大出不到1Ω,
而发生纯金属性短路的几率很小,过渡阻抗的存在使得Ⅱ段距离保护的保护范围大大减低,甚至低于理论上的Ⅰ段距离保护的保护范围。
因此,从阻抗数值上来看,过渡阻抗的影响将大大超过AT漏抗的影响,也是造成该所馈线保护不动作的主要原因。
③保护特性的影响
该牵引变电所的馈线保护装置采用具有四边形特性的方向阻抗继电器,其保护特性如图4a所示。
由于AT漏抗与线路阻抗具有可比性,因此即使考虑了AT漏抗进行整定计算后,在变电所出口处发生短路时,保护装置可能仍然不能动作,如图4a所示。
显然采用图4b所示的具有偏移四边形特性的方向阻抗继电器较为适宜。
图4 保护装置的保护特性
3 保护整定
根据对该处以及其它AT供电线路发生故障的实际情况进行分析发现,线路故障绝大多数为T-R短路故障,因此对于该处牵引供电系统而言,为了保证已所剩不多的选择性仍然沿用现行整定方法是不足取的。
针对短距离AT供电线路,馈线距离保护的整定原则应进行如下调整:
a.取消电流速断保护;
b.Ⅰ段阻抗保护整定值取牵引变电所到开闭所的线路末端的T-R短路阻抗最大值整定;
c.Ⅱ段阻抗保护整定值取牵引变电所到分区所的线路的T-R短路阻抗最大值整定;
d.Ⅲ段阻抗保护整定值取全保护区(经开闭所至分区所)最大电抗的
1.2倍整定。
4 结论
4.1对于短线路AT供电线路,由于系统运行方式变化很大,被保护线路很短,电流速断保护很可能失去保护范围,此时不宜采用。
4.2对于短线路AT供电线路,由于牵引网阻抗较小,被保护线路很短,因此距离保护受系统运行方式变化、AT漏抗、过渡阻抗的影响很大,Ⅰ
段、Ⅱ段距离保护很可能失去保护范围,此时宜根据线路的实际状况进行保护整定。
4.3距离保护在电力系统得到广泛应用的一个重要原因是Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化的影响,其它两段所受的影响也较小,保护范围比较稳定,在复杂网络中能够保证动作的选择性[3]。
而复线AT牵引网结构复杂,阻抗曲线波动较大,对于保护装置而言,系统运行方式复杂,故障种类多(除经常提到的T-R、T-F、F-R短路故障外还有T线、F线断线等故障,对于后两种故障当前距离保护元件尚无法进行保护),而阻抗保护的整定原则针对单线长回路制订,对复线而言已经大大降低了选择性,常规距离保护的适用性受到限制,有必要研究新的AT供电方式馈线保护方式。
作者简介:楚振宇(1971-),男,硕士,工程师,从事铁道电气化与自动化的设计研究工作。
作者单位:楚振宇(铁道部第三勘测设计院电化处,天津300142) 周晓东(铁道部第三勘测设计院电化处,天津300142)
张涛(铁道部第三勘测设计院电化处,天津300142)。