牵引变电所的馈线保护

试论地铁直流牵引供电系统馈线的保护技术黄孝龙发布时间：2023-06-15T09:39:22.986Z 来源：《工程建设标准化》2023年7期作者：黄孝龙[导读] 直流牵引供电系统馈线作为地铁的重要组成系统武汉地铁运营有限公司湖北武汉 430070摘要：直流牵引供电系统馈线作为地铁的重要组成系统，对其开展馈线保护对于保证地铁直流牵引供电系统运行效果和实际功能有重要作用。

本文就武汉地铁直流牵引供电系统加以分析，了解地铁直流牵引供电系统的特点及其馈线保护要求，从多个方面分析地铁直流牵引供电系统馈线保护技术，从而保护地铁直流牵引供电系统馈线正常稳定运行，为地铁安全稳定运行提供电能支持。

关键词：地铁；直流牵引供电系统；馈线保护技术1地铁直流牵引供电系统馈线保护要求地铁直流牵引供电系统馈线保护的实施需要考虑的要求比较多，主要表现在以下几个方面：第一，应保证地铁直流牵引供电系统各个设备之间的相互配合关系，在直流牵引供电系统发生故障时及时切断故障区域，保证地铁直流牵引供电系统正常稳定运行。

第二，地铁直流牵引供电系统馈线保护的实施需要保证相关技术的合理性和有效性，在各项合理技术支持下降低直流牵引供电系统馈线保护难度和相关工作实施过程中出现风险问题的可能性。

第三，应对地铁直流牵引供电系统馈线保护面临的影响因素展开有效处理，避免地铁直流牵引供电系统馈线保护因为各项影响因素干扰而出现问题。

2地铁直流牵引供电系统馈线保护的技术2.1大电流脱扣保护大电流脱扣保护是直流线路主保护，该保护属于断路器本体自带的自由脱扣装置动作，不是由保护装置动作，用于切断大的短路电流。

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。

假设被保护线路的最小短路电流值为Idmin，大电流脱扣保护动作电流整定为Idz，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，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。

在地铁牵引供电系统中有以下几种主要的直流馈线保护：大电流脱扣保护、电流上升率及电流增量保护、过流保护、双边联调保护、接触网热过负荷保护剂自动重合闸保护。

牵引供电系统可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的也是最危险的故障就是各种形式的短路。

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，就可以构成电流电压保护。

1、大电流脱扣保护该保护属于开关自带，用于切断大的短路电流。

大的短路电流对线路将造成巨大的损坏，故大的短路电流一出现应立即在其达到电流峰值以前予以切断。

假设被保护线路短路电流的最小值为I dmin，动作电流整定为I dz>kI dmin（其中k为可靠系数），一旦监测到瞬时电流超过动作电流，立即跳闸，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。

2、电流上升率（简称di/dt）保护直流馈线电流的测量是通过分流器和变送器来实现的。

电流在分流器上的压降通过变送器隔离、放大后，转换成标准信号，进入保护单元。

直流牵引的正常电流与故障电流在特征上有比较明显的区别。

例如，假设列车的最大工作电流为4，列车启动时电流从零增长到最大值需要8s，那么一列列车正常的启动电流上升率仅为 5 。

而故障电流的上升率可达到单列列车启启动电流的几十甚至上百倍。

di/dt和ΔI保护就是根据故障电流和正常工作电流在上升率这一特征上的不同来实现保护功能的。

在实际运用中，di/dt和ΔI是通过相互配合来实现保护功能的，而且这两种保护的启动条件通常都是同一个预定的电流上升率。

在启动后，两种保护进入各自的延时阶段，互不影响，哪个保护先达到动作条件就由它来动作。

一般情况下，di/dt保护主要针对中远距离的非金属性短路故障，ΔI主要针对中近距离的非金属性短路故障（金属性直接短路故障由断路器自身的电磁脱扣装置来跳闸）。

以下详细介绍两种保护的动作过程。

高速铁路牵引供电系统馈线保护问题分析摘要：社会经济的迅猛发展，促进了交通运输业的发展，使得高速铁路在人流、物流运输方面的功能和作用得到了较好的发挥。

高速铁路牵引供电系统的供电能力问题关系高速铁路运营的安全性和稳定性，如何做好馈线保护是现阶段必须考虑的一个重要问题。

基于此，本文主要对高速铁路牵引供电系统馈线保护问题进行了简要的分析，希望可以为相关人员提供一定借鉴。

关键词：高速铁路；牵引供电系统；馈线保护；问题分析1高速铁路牵引供电系统以及馈线保护概述1.1牵引供电系统牵引供电系统是高速铁路的动力心脏，需要为机车提供持续可靠的电力供应，为行车提供通信用电等，是整个高速铁路的核心组成部分。

牵引供电系统从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变相或换流（将工频交流变换为低频交流或直流电压）后，向电力机车提供所需电流制式的电能，是完成牵引电能传输、配电等全部功能的一个完整系统。

牵引供电系统的性能直接影响列车牵引功率的利用以及牵引传动控制系统的性能。

其供电方式可分为：直接供电方式（TR）、BT（吸流变压器）供电方式、AT（自耦变压器）供电方式、直供+回流（DN）供电方式（TRNF）和同轴电力电缆供电方式。

1.2馈线保护牵引变电所馈线保护装置是供电线路的大脑,能反应供电线路的故障和不正常运行状态,并能迅速地、有选择性的作用于断路器切除故障线路,从而保证无故障线路的正常运行,最大限度的避免事故的发生。

2高速铁路牵引供电系统馈线保护问题2.1牵引网导线短路故障牵引网导线短路故障问题对于高速铁路牵引供电系统的供电能力有着较大的影响，关系到系统运行的安全性和稳定性。

从现阶段高速铁路牵引供电系统的运行情况来看，主要包括Ｆ－Ｒ短路、Ｔ－Ｆ短路和Ｔ－Ｒ短路。

短路故障问题的产生，主要受绝缘子影响。

绝缘子在牵引供电系统运行过程中，受到外部环境影响较大，易导致电弧短路，从而影响设备运行的安全性和稳定性。

2.2牵引网断线接地故障断线故障也是高速铁路牵引供电系统常见问题。

地铁直流牵引供电系统馈线的保护技术研究摘要：本研究旨在提升地铁直流牵引供电系统的馈线保护技术，以增强系统的稳定性和安全性。

通过系统分析地铁系统结构和运行原理，强调了馈线在保持系统正常运行中的关键角色。

在电气保护基础理论和馈线保护技术的综合梳理中，明确了差动保护、过电压保护等技术的分类和原理。

通过实际案例分析系统故障，提出了馈线保护技术的优化建议，包括改进现有技术和引入新型技术。

总体而言，本研究旨在为提高地铁系统供电技术水平提供全面而实用的指导。

关键词：馈线保护技术；电气保护；系统稳定性；过电压保护引言：地铁交通作为城市公共交通的主力军，其运行安全和可靠性直接关系到城市居民的日常生活。

而地铁直流牵引供电系统中的馈线问题一直是影响系统稳定性的核心挑战。

为此，本研究将深入探讨馈线保护技术，通过对其发展历程的回顾和对当前问题的剖析，致力于寻找更先进、更可靠的技术解决方案。

通过本研究，我们希望提高地铁系统的供电技术水平，推动其向更为智能、安全、可持续的方向发展。

一、地铁直流牵引供电系统概述（一）地铁直流牵引供电系统架构与工作原理地铁直流牵引供电系统是地铁供电系统的重要组成部分，它主要由牵引变电所、馈线、接触网、回流线等部分构成。

该系统的核心是牵引变电所，它负责将交流电转换为直流电，然后通过馈线将电流输送到接触网上，供地铁列车使用。

电流由接触网流向列车，然后通过回流线流回牵引变电所，形成闭合回路。

直流牵引供电系统的优势在于其稳定性和可靠性。

由于直流电的电压不会像交流电那样波动，因此可以保证列车运行的稳定性和安全性。

此外，直流电的传输效率高，可以减少能源损失。

因此，直流牵引技术在地铁供电系统中得到了广泛应用[1]。

（二）系统特点与要求地铁直流牵引供电系统对稳定性、可靠性和安全性的要求非常高。

为了保证列车的稳定运行，供电系统必须能够在各种条件下保持电压的稳定。

此外，为了保证乘客的安全，供电系统必须具有高度的可靠性，能够在发生故障时迅速恢复供电。

浅谈铁路牵引变电所馈线保护•机电论文浅谈铁路牵引变电所馈线保护浅谈铁路牵引变电所馈线保护亓雷刘爰宾曹恒波（济南铁路局,山东济南250000 ）供电系统中的变压器、输电线路、母线以及用电设备,—旦发生故瞳,迅速而有选择性的切除故障设备，是保证供电系统及其设备安全运行最有效的方法之 _。

切除故障的时间通常要小到几十毫秒到几百毫秒,实践证明,只有装设在供电系统上的继电保护装置,才有可能完成这个任务。

继电保护装置,就是指能反映供电系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

下面就继电保护应用于馈线保护进行简单介绍。

1馈线保护面对的几个问题交流电气化铁路牵引供电系统是一个单相系统。

其负荷持性不同于一般的电力系统负荷,主要表现在：1）牵引负荷不仅是移动的，而且其大小随时都在变化；2）牵引供电臂供电距离长，单位阻抗比一般输电线路单位阻抗大；3）牵引负荷的变化频率及幅度远远大于一般的电力负荷；4）当在接触网电压下空载投入机车牵引变压器，或馈线突然断电、机车失压后由自动重合闸动作将馈线断路器重新投入咸电力机车在运行过程中失电而又复得（如机车惰性通过电分相）,或含有AT、BT的牵引网空载投入等t®兄下会产生励磁电流；5）为了适应机车沿线路移动牵引网的结构比电力系统输电线路要复杂得多。

2馈线保护的分类2.1距离保护由于交流牵引负荷与交流牵引网短路参数与电力系统有很大的不同，仅反映电流值变化的电流保护灵敏系数较低，一般不能作为牵引馈线的主保护。

距离保护既反映被保护线路故障时电压的降＜氐,又反应电流的升高,即距离保护反映的是故障点至保护安装处的距离（阻抗值）,采用方向阻抗继电器时还可反应相角的变化,同时不受系统运行方式的影响，其灵敏系数较高。

因此在馈线保护中一般采用距离保护作为主保护。

2.2电流速断保护从牵引负荷的特点可知，在某些情况下牵引网短路电流将接近负荷，甚至低于负荷电流。

牵引变电所馈线保护研究的开题报告一、研究背景及意义随着电网的不断发展和变化，特别是近年来风电、太阳能、光伏等新能源的快速发展，电网传输能力的提升及能源结构的调整，牵引供电网络也随之发展。

然而，牵引供电网络作为传动系统的重要组成部分，其电力安全问题备受关注，特别是在高速铁路等重大基础设施上。

由于牵引供电线路所承受的负荷较大，因此其保护具有非常重要的意义。

当前，牵引变电所馈线保护面临着一些主要问题：首先，传统保护技术已难以满足在复杂电网环境下的保护需求。

其次，由于牵引供电线路的独特性质，传统保护技术不得不面临各种限制。

再次，牵引供电线路网络的不断发展与改造，将给保护技术的选择和应用带来更多的挑战。

因此，开展牵引变电所馈线保护的研究，对于提高电网的可靠性、安全性及稳定性也具有很重要的意义。

二、研究内容及目标通过对当前牵引变电所馈线保护技术进行深入的调研和分析，本研究致力于探索一种高效、可靠的保护方法，以解决现有技术的缺陷。

具体研究内容和目标如下：（1）研究牵引变电所馈线的基本理论和电气特性，深入了解线路的负荷变化以及各种故障的可能性和影响。

（2）针对当前牵引变电所馈线保护技术中的缺陷进行深入研究，探索新的保护技术。

（3）设计一种基于故障定位的保护方案，该方案在维持牵引供电网络稳定运行的同时，能够有效减少保护投入，提高保护可靠性和安全性。

（4）通过仿真验证，验证设计方案的有效性和可靠性，为技术应用提供科学依据。

三、研究方法和技术路线本研究主要采用文献调研和计算机模拟仿真的方法。

（1）文献调研：深入了解现有牵引变电所馈线保护技术应用的情况及其应用痛点，查找国内外有关文献和资料，总结当前保护技术的应用现状、存在的问题及未来发展趋势。

（2）计算机模拟仿真：利用PSASP等仿真软件对设计方案进行模拟和分析，仿真分析正常运行、故障情况下的保护策略可靠性和安全性，对设计方案进行逐步优化。

四、研究成果及应用前景本研究将在以下方面取得重要成果：（1）提出针对牵引变电所馈线保护的新理论与方法，完善保护技术体系。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨地铁作为大城市的主要交通工具之一，在城市建设和发展中具有非常重要的作用。

而地铁的牵引供电系统则是地铁运行的关键部分，直流馈线保护技术是地铁牵引供电系统安全运行的基础。

本文将探讨地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的相关问题。

地铁牵引供电系统的直流馈线保护技术主要包括过流保护、短路保护、接地保护和过电压保护等方面。

过流保护是指当馈线上出现过大的电流时，保护装置将断开故障回路，以防止设备损坏和事故发生。

短路保护是指当馈线出现短路故障时，保护装置能够及时检测到故障，并迅速切除故障部分，保证系统的安全运行。

接地保护是指当馈线接地故障发生时，保护装置能够及时检测到故障，并切除接地故障点，避免电气设备损坏和人身伤害。

过电压保护是指当馈线上出现过高的电压时，保护装置将断开故障回路，以保护设备安全。

在具体实施中，地铁牵引供电系统直流馈线保护技术需要结合地铁牵引变电所的具体情况来设计。

首先需要考虑到地铁牵引变电所的技术性能和规模，确保保护装置的准确性和可靠性。

其次还需要考虑到地铁线路的复杂性和长度，以确定保护装置的类型和数量。

还需要考虑到不同故障类型的可能性，例如短路、接地等故障，以选择合适的保护方法和装置。

在保护装置的选择和设置过程中，需要遵循相关的国家标准和规范。

地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的研究对于提高地铁系统的运行安全性具有非常重要的意义。

只有保护装置能够及时准确地检测故障并切除故障回路，才能避免设备损坏和事故发生。

需要加强对直流馈线保护技术的研究和应用，提高地铁系统的安全性和可靠性。

还需要加强对保护装置的定期检测和维护，确保其性能和可靠性。

还需要保持与其他系统的同步配合，以实现整个地铁系统的安全运行。

阐述铁道牵引变电所馈线保护措施一、牵引变电所概述1、牵引变电所类型随着我国科技水平的不断提高，我国的铁道牵引变电所类型逐渐增多，到现在为止，我国主要有单相牵引、三相牵引、三相一两相牵引三种类型的牵引变电所。

每种牵引变电所都有不同的特点，就像铁道所用的电能都是由牵引变电所将三相转为单相的电能。

2、牵引供电方式牵引变电所的牵引供电方式主要分为单线区和复线区两大部分，每一个部分都有不同的供电方式。

（1）单线区牵引供电方式：单线区主要有单边与双边两种供电方式。

单线区单边供电非常的简单，如图1所示，单边供电方式的特点主要是具有较强的独立性，不受到外界的干扰，正因如此，单边供电方式被广泛地应用在单线区；单线区的双边供电方式如图2所示，双边供电虽然没有单边那样的独立性，但是双边供电方式的供电质量非常高，损失的电能非常低，设备之间的负荷也是非常均匀的，唯一不好的就是继电保护比单边供电方式要复杂得多。

（2）复线区的供电方式主要有单边分开供电方式、双边扭结供电方式和单边并联供电方式。

复线区的单边分开供电方式如图3所示，主要的特点是有较强的独立性，简单实用，不用设置专用的分区亭，专门适用于那些电量运算小、馈电臂较短的场合；单边并联供电方式如图4所示，其供电质量相对来说比较高，供电负荷也相对均匀，唯一不同的是需要设立专门的供电分区亭。

单边并联的优势特别明显，被广泛地应用在复线区；复线区的双边扭结供电方式如图5所示，特点就如同单线区的双边供电方式一样，具有较强的供电质量与均匀的供电负荷，缺点也一样，都是继电保护方式比较复杂。

二、牵引负荷牵引供电负荷的特点：（1）牵引供电所的牵引负荷并不是固定不动的，它会随着电能转变而移动，并且负荷的大小也会随之改变，一般计算的電流值都是按照S来计算的。

（2）牵引变电所的牵引负荷在变化时会产生一种频率，这种变化频率比一般的电力负荷变化频率大很多，而且变化的幅度也比一般电荷大。

（3）牵引变电所的牵引供电臂供电距离与单位阻抗跟一般的输电线路相比，距离比一般的长，阻抗也比一般单位的大。