城市轨道交通供电直流保护共50页

地铁直流牵引供电系统的接地保护、刖言当今社会，随着城市轨道交通的不断发展和变化，给我们的日常出行和工作都带来了极大的便利，但是，在设计这些城市轨道交通的同时，也给我们的设计人员们带来了很多难题。

当这些交通命脉从城市延伸至地下，从郊外过渡到高架桥的时候，地铁站的防雷措施怎样才可以得到保障？这个严峻的问题就摆在了工程设计人员面前。

二、过电压保护当地铁站的过电压在运行的时候，往往会遭受到操作过电压、暂态过电压等多种因素的干扰和侵袭，这会对地铁站的各种电气设施直接造成严重破坏，严重时，甚至会引发一系列安全事故。

如果对地铁站安装过电压保护装置，则可以有效地保护地铁站中的各种设备和设施，对整个过电压进行限制。

过电压保护装置属于地铁站的系统范畴，它体现在地铁站过电压中的各个环节，地铁中的降压变电所是最主要的组成部分, 对其必须采取以下过电压保护措施：在变电所的母线对地之间要设置避雷器，它可以位于变电所内部，在设置之前，一定要根据房屋防雷规定的要求，对其进行系统设置避雷带或者避雷针；要在动力变压器的两侧或者重要供电设备的末尾及配电箱的每条母线上，装上电涌保护器，这样可以有效地防止雷击。

三、接地保护措施在我国的地铁站中，目前最为常见的几种接地系统的保护措施主要有电子信息的信号接地、防雷接地、工作接地等。

在通常情况下，防雷接地和电子信息的信号接地都属于同一种接地系统，而且实施的是电位联合防范措施。

在地铁站内部，接地装置中的电阻要用最小值来确定，并且将它安装到各个设备当中，同时，地铁站要根据弱电设备的各种要求，来确定电阻值F K 0.5 Q。

四、地铁站中的防雷接地保护1 、供电系统的防雷措施对于我国的地铁站防雷保护而言，地铁站中的每一个变电所都应该由专线供电，在每一座新建的变电所里，必须设置两台或者两台以上的专用电变压器。

这样就既可以进行电压变换，用来提升或降低交流电压; 又可以进行阻抗变换，以满足不同电路的阻抗匹配。

摘要:本文以直流1500V双边供电的牵引变电所为例，介绍了地铁直流牵引变电所内各开关柜的保护配置，并详细阐述了主要保护的原理,如大电流脱扣保护、电流上升率保护、定时限过流保护、低电压保护、双边联跳保护、接触网热过负荷保护、框架保护等。

最后，对于目前的保护原理中存在的不足之处，本文也做了分析，如多辆列车短时间内相继启动可能会造成保护误动，小电流（尤其是有电弧的情况）短路故障与正常运行电流的区分，以及框架保护的选择性问题.关键词：地铁直流保护0 引言在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。

在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段,目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。

通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。

1 一次系统简介图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值:33kV)经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。

我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网）,其馈电电压为750V。

由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V.图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同）,一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。

本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。

地铁直流供电系统保护技术摘要：地铁直流牵引供电是一个复杂的系统，而直流保护装置则是在地铁电路发生故障时及时准确地检测出故障并切断故障，缩短维修时间，减少经济损失。

本文就地铁直流供电系统的保护技术进行探讨。

关键词：地铁；直流供电；保护技术前言在地铁牵引供电系统中有以下几种主要的直流馈线保护方式：电流类保护（大电流脱扣保护、di /dt电流上升率及电流增量保护、过流保护）；电压类保护（低电压保护、电压降保护、ov柜保护、轨道带电保护）、框架类保护（框架电压保护，框架电流保护）；其它保护（接触网热过负荷保护等保护方式）。

牵引供电系统可能发生各种故障和不正常的运行状态。

最常见的，同时也是最危险的故障就是发生各种形式的短路。

当被保护线路上发生短路故障时，其主要特征就是电流增加和电压降低。

利用这两个特征，可以构成电流和电压的保护。

从检测方法上，分别通过测量电流、电压和阻抗等参数可以实现对线路的保护。

以下主要对电流类的保护技术进行分析。

一、大电流脱扣保护大的短路电流对线路会造成巨大的损坏，故大的短路电流一出现应立即切断，其切断时刻应在其达到电流峰值之前，故大电流脱扣保护是一种基于电流幅值的保护。

直流馈线回路的断路器本身装设了大电流脱扣，它对接触网近端短路故障较灵敏，因而对于接触网近端短路故障的保护，主要依靠直流快速断路器本身的大电流脱扣保护使断路器跳闸。

当直流短路电流上升率达5KA\s时，直流快速断路器动作跳闸，动作时间仅为2---3ms。

假设被保护线路短路电流的最小值为Idmin，动作电流整定为Idz> kIdmin（其中k为可靠系数）。

一旦检测到瞬时电流超过动作电流时，立即跳闸。

保护的灵敏性是其特点，其固有动作时间仅几毫秒。

所以大电流脱扣保护非常灵敏，尤其电流上升非常快的近端短路，往往先于电流上升率及电流增量保护动作。

二、电流上升率及电流增量保护（DDL保护）随着近几年我国城市轨道交通的迅速发展，一种反应电流变化趋势的保护，即DDL保护又称电流变化率（di/dt）和电流增量（）保护，逐渐成为直流牵引网末端短路的主保护。

城市轨道交通直流系统保护配置及分析摘要：城市轨道交通供电直流系统在运行过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态，会引起系统事故发生，对电气设备和人身安全造成威胁。

直流供电系统的控制和保护对确保轨道交通的安全、可靠运行，具有举足轻重的作用。

针对直流系统的故障形式，对直流系统进行保护配置，并分析各保护的功能。

关键词：城市轨道交通；供电直流系统；保护配置；故障中图分类号：U121文献标识码：A1保护配置典型的牵引变电所电器主接线图如图1所示，牵引变电所将主变电所送来的三相交流电（35KV或10KV）经过降压和整流后变为1500V或750V的直流。

图1 典型牵引变电所电器主接线图牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时保护装置误动作[1]。

直流保护安装在开关柜中，通常保护配置如下。

1.1正极柜正极柜又称为进线柜，如图1中的201、202开关柜。

正极柜的作用是控制直流母线与车站变电所之间的通断，柜内主要由直流快速断路器（或电动隔离开关）、分流器、避雷器、测量与控制单元组成。

正极柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、逆流保护。

1.2负极柜负极柜如图1中的2011、2021开关柜，柜内装有手动（或电动）隔离开关，并根据需要设置一套框架泄漏保护装置。

正极柜内的主要保护有：框架泄漏保护、接地保护。

1.3馈线柜馈线如图1中的201、202、203、204开关柜，安装在整机母线和接触网馈出电缆之间，其内配置正极母线、直流快速断路器及相关保护、控制设备。

馈线柜内的主要保护有：大电流脱扣保护、DDL保护、定时限过流保护、低电压保护、接触网热过负荷保护、联跳、自动重合闸。

1.4轨电位限制装置轨电位限制装置用于限制钢轨和地面之间产生较高的电压差，其电压检测及接触器主触点均接于钢轨和地之间[2]。

2保护功能以KF1300直流保护测控装置为例，对直流开关柜内的保护功能进行分析。

2.1大电流脱扣监视大电流脱扣监视用于快速切除近端短路的故障，安装在断路器本体内。

地铁采用的直流供电保护方案作者：罗易东来源：《中国新技术新产品》2009年第11期摘要：广州地铁一号线直流供电系统，其基本原理是接触网采用1500V直流双边供电。

在牵引所中通过整流机组把33KV等级的电压通过降压整流，转变成为1500V的直流电通过直流开关输送到接触网上，给机车提供动力电源。

接触网本身不具备电气保护功能，上网电缆、接触网等设备出现故障，需要通过直流开关柜来判断故障，进行电气保护。

所以对于直流供电系统来说直流开关柜的地位相当重要，研究直流开关的结构特点及保护功能的实现对地铁运营来说有着重要的意义。

关键词：直流柜；过流保护；di/dt+ΔI保护1 引言在轨道交通领域中应用于车辆供电的系统多采用直流供电的方式，即采用接触网供电。

例如广州地铁一号线直流供电系统，其基本原理是接触网采用1500V直流双边供电。

在牵引所中通过整流机组把33KV等级的电压通过降压整流，转变成为1500V的直流电通过直流开关输送到接触网上，给机车提供动力电源。

接触网本身不具备电气保护功能，上网电缆、接触网等设备出现故障，需要通过直流开关柜来判断故障，进行电气保护。

所以对于直流供电系统来说直流开关柜的地位相当重要，研究直流开关的结构特点及保护功能的实现对地铁运营来说有着重要的意义。

2 直流开关柜的组成及结构特点牵引变电所1500V直流开关柜包括以下三种类型设备。

正极柜：连接于整流器阀侧正极与1500V正极母线之间的开关柜，实现对整流机组向1500V直流正极母线馈电进行控制。

馈线柜：连接于1500V直流正极母线与牵引网上网隔离开关之间的开关柜，实现对1500V直流正极母线向牵引网馈电进行控制和保护。

负极柜：连接于整流器阀侧负极与回流钢轨之间的开关柜，实现对牵引网回流的控制。

这里着重介绍下馈线柜。

1500V馈线柜主要由上部连接、下部连接、驱动装置、合闸机构、分闸机构、大电流脱扣保护装置、灭弧装置以及分合闸位置辅助触点组成。