浅析广州地铁二号线直流系统di／dt和△I保护

浅析广州地铁二号线直流系统di／dt和△I保护

文章分析了广州地铁二号线直流系统电流上升率di/dt和电流增量△I保护原理和动作过程，给出了保护整定原则以及广州地铁二号线1500V直流断路器的整定参数。

标签：直流系统；di/dt；△I；保护原理；整定原则；参数

引言

地铁直流牵引系统包括大电流脱扣保护、Imax速断保护、di/dt保护、 I保护、过流保护、热过负荷保护、双边联跳等多种保护，其中di/dt保护和△I保护尤为典型。由于di/dt和△I保护能够在地铁直流系统出现短路的初级阶段迅速检查出故障，并达到有效切除故障的目的，从而保障了直流牵引系统设备的安全。文章主要针对这两种保护的原理和整定原则进行了分析和探讨。

1 保护原理

在上文提到的两种保护中，di/dt主要保护中远距离的非金属性短路引起的故障，△I则主要保护中近距离的非金属性短路引起的故障，其原理和动作过程如下。

1.1 di/dt电流上升率保护

主要针对电流上升率进行保护，如果电流上升率超出了保护装置设定的电流上升率则会促使di/dt保护启动，并开始计算延时。如果达到设定的延时，在此过程中电流上升率一直超出保护设定值，保护就会出口动作；但是，在尚未到达整定延时前的某个时刻，电流上升率小于保护设定值，这样di/dt保护就会返回，当达到设定的电流上升率时又重新计时。

图1 di/dt保护典型动作特性

di/dt保护的两种动作状态通过图1展现出来，这里用状态（1）和（2）表示：图中a点电流上升率超出了保护整定值后保护启动，并开始计时。针对状态（1）中的b点，其与a点的时间差到达保护整定的延时，在此过程中电流上升率一直超出保护设定值，保护就会出口动作。针对状态（2），c点是尚未到达整定延时前的某个时刻，此时电流上升率小于保护设定值，这样di/dt保护就会返回，当达到设定的电流上升率时又重新开始计时。

1.2 △I电流增量保护

△I保护随着di/dt保护进入启动状态的同时也开始计算延时，保护单元也会随着△I保护在启动时的电流值作为初始值对电流的增量进行准确的计算。如果

白云BNDC型直流开关双边联跳回路原理分析及优化研究

摘 要：对广州地铁二十一号线BNDC型直流断路器双边联跳逻辑进行研究,发现存在的缺陷,并提出优化措施，提高设备可靠性和稳定性，以确保地铁供电系统的正常稳定运行。

关键词：DC1500V系统；双边联跳逻辑；二次设备故障

1前言

广州地铁二十一号线DC1500V系统设备厂家为广州白云电器股份有限公司。其中DC1500V断路器为BNDC型断路器。馈线直流断路器设置有双边联跳功能，当区间设备发生短路时，开关保护跳闸后会发送联跳信号给对所同一供电臂开关，切除故障供电区供电，防止故障扩大。该设计的目的是为了缩小故障范围，但在实际使用时，运营人员发现该断路器在发生二次元器件故障时，可能造成供电分区失电。

BNDC型断路器本体二次元器件发生故障时，可能误发送故障信号和联跳信号，造成本所和对所开关跳闸，若二次设备故障信号持续存在，保护装置将持续发送联跳信号至对所直流馈线开关，导致对所直流馈线开关无法重合闸，造成供电区失压，影响列车供电。

2 BNDC型断路器双边联跳原理及缺陷

（1）双边联跳原理

直流双边联跳保护既是地铁直流牵引供电系统中的重要保护类型之一，又作为其它保护的后备，可以有效防止在越区供电时可能产生的保护死区。双边联跳保护是一种本站断路器跳闸后，通过联跳线缆发送故障信号使临站断路器跳闸的方式。对于采用双边供电方式的牵引供电系统，是广泛使用的一种跳闸方式。 当接触网发生故障时，由于采用双边供电方式，总是可以看成一侧为近距离故障，另一侧为远距离故障，应该是近故障点的变电所先跳闸。如图1，A站的213断路器和B站的211断路器向同一供电区的接触网供电，当靠近A站的D点接触网发生短路故障时，由于故障电流大小不一样（A站故障电流大于B站故障电流），由短路故障电流较大的A站发出跳闸命令，跳开本站213断路器，同时发出联跳命令，向B站发出联跳信号，B站收到联跳信号后，跳开本所的211断路器，确保迅速切除供电区的故障点。由于采用了双边联跳保护，只要两个变电所中有一个能检测出故障电流并正确跳闸，另一个也会被联跳，因而提高了保护的可靠性。

地铁直流系统保护原理解读

一、直流框架保护

1、概述：

地铁直流供电系统主要由牵引降压变电所、架空接触网、钢轨三部分组成。每个牵引降压变电所内有两个整流机组，将来自110 kV /33 kV 主变电站的交流33 kV 经整流变压器降压为AC1200V交流电，经整流器组将AC1200V交流电变为直流DC 1500 V直流电后, 通过直流开关柜向接触网供电。

一般来说，正常情况下1号馈电线向下行方向接触网供电，2号馈电线方向上行接触网供电。每个区间内的接触网由两个牵引变电所同时供电，称为小双边供电方式。双边供电的优点是供电可靠性高，也可提高接触网电压水平，减少电能损耗。

当任一牵引变电所因故障不能正常供电时，该故障牵引变电所退出运行，即断开该馈线断路器，合上馈线越区隔离开关。故障牵引变电所担负的供电臂经由相邻牵引变电所实行越区供电，此时称为大双边供电方式。

因地铁直流供电系统是不接地系统，即直流柜对地是绝缘安装。当直流带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，为了及时将直流设备内发生的短路故障迅速切除，故直流系统设置了直流框架保护。如果发生直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏或直流1500

V 开关柜的正极与柜体发生故障时, 对设备尤其对人身安全会造成严重威胁,框架保护动作切断直流开关，确保设备安全。为了设备和人身的安全,。

2、保护原理

框架保护分为电压型框架保护和电流型框架保护保护两种（详见直流框架保护原理图

）。牵引变电所直流供电设备内部绝缘材料绝缘性能降低或失去功效，便可能危及人身安全，为防止人身伤害事故发生，可将直流系统框架泄漏保护装置安装在牵引降压变电所内，该保护主要包括反映直流泄漏电流的过电流保护以及反映接触电压的过电压保护，而过电压保护还作为钢轨电位限制装置的后备保护与车站的钢轨电位限制装置相配合。

（1）、柜架泄漏电流型保护：

装置设置二段式框架泄漏电流保护，框架泄漏电流保护可以切除绝缘安装的直流开关柜或整流器柜内发生正极与框架短路故障。框架泄漏电流保护具有电流和时间保护特性。地和直流开关柜设备框架之间测量电流可作为框架泄漏保护测量变量使用（框架电流）。

２０¨年第６期（总第。　卷第　４４期）　建筑节能　

Ｎｏ．６　ｉｎ　２０１１（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．２４４，Ｖｏ１．３９）　一暖通与空调　

ＨＥＡＴＩＮＧ．ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＮＧ＆ＡＩＲ　ＣＯＮＤＩＴＩＯ￣　

ｄｏｉ：１０．３９６９ｄ，ｉｓｓｎ．１６７３－７２３７．２０１　１．０６．００３　

地表水源热泵在地铁空调系统中的应用分析　

苏振宝　

（广州地铁设计研究院有限公司，广州　５１００１０）　

摘要：　通过对地铁空调系统中应用地表水源热泵的能耗分析、环境评价及经济型分析，并结合南昌地铁一号线进行实例计算，得出采　用地表水源热泵相对于采用常规冷却塔而言，冷却水系统节约电能３Ｏ％以上，可减少对地铁车站周边的环境影响且降低运营　

成本，具有显著的社会效益和经济效益，为部分在建地铁的城市提供参考。　

关键词：　地表水源热泵；　地铁空调系统；　区域供冷；　节能环保；　冷却塔　

中图分类号：ＴＵ８３１　文献标志码：　Ａ　文章编号：　１６７３．７２３７（２０１　１）０６．００２０　０３　

Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｈｅａｔ　Ｐｕｍｐ　ｉｎ　Ｓｕｂｗａｙ　Ａｉｒ—－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　

５　２　ｅｎ—ｂａｏ　

（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｅｔｒｏ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１００１０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇＯ＂ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ∞奶　，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ａ．ｓｓｅｓｓｍ￣ｎｔ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｎｒｆ￣ｅ　ｗａｔｅｒ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ　ｗｈｗｈ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｓｕｂｗａｙ　ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓ￣ｔｅｍ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｎａｎｃｈｃｍｇ　ｓｕｂｗａｙ　ｌｉｎｅ　Ｉ，ｉｔ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ　ｔｈａｔ　ｕｓｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｓｏｕｒｃｅ　ｈｅａｔ