交流牵引网保护.PPT

过电压保护 用于保护电容器的过电压。 动作方程：U＞Uzd 其中：U一母线电压基波分量； Uzd 一过电压定值； 定值计算： 其中：Un一母线额定电压；典型时限1s～2s。 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：U＜UZd 其中：U一母线电压基波分量； UZd一低电压定值； 定值计算：Uzd＝(0.5～0.6)Un ； 典型时限 0.5s～1s。 1 2 3 5 6 4 7 交流牵引网保护 1 交流牵引负荷的特点 移动负荷，大小随时变化。 负荷电流大，馈线电流可在0到600～800A的极宽范围内 变化，双机牵引更高；有些线路高达2000～3000A 单边供电时，供电臂的长度为20～30km；双边供电时，复线为40～50km，单线为60～70km。 线路单位阻抗大于普通输电线路阻抗，0.54∠65° 距离长，单位阻抗大，在最小运行方式下牵引网末端短路时，电流数值较小，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。 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，其幅值可达到500～600A； 牵引状态下机车的电流的相位角为25～40°，启动时55 ～60 °，再生时可达90～120 °。正常负荷下，功率因数为0.8左右。 2 机车的电流是非正弦的,含有大量高次谐波。三次谐波含量最高为20﹪~30﹪。 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，不适用利用复序分量保护。 牵引网短路电流波形基本上是正弦的（机车退出工作），三次谐波含量不超过2﹪~3﹪ 。 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：ZJab＝KK Zxl Zxl：——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：ZJbc＝KK Z f min Zf.min ：——线路的最小负荷阻抗； KK：——可靠系数， KK＝1.1 整定继电器要求给定的ZJbc min是相对于φ＝0°的，ZJbc应换算到相对于φ＝0°时的值(R) 。 a b c 0 jx R Zf.min φfh 0.8Zf.min θ2 R 2 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。 四边形阻抗继电器 j’ j j’功率因数差 j功率因数良 Zf.min θ2 R1 a b c 0 jx R d ab边动作阻抗整定：ZJab＝KK Zxl KK＝1.2 (2)bc边动作阻抗整定： 2 四边形阻抗继电器主要优缺点 a b c 0 R Zf.min φfh 0.8Zf.min θ2 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 Zdz3 Zdz2 Zdz1 在同一负荷状态下：Zdz1 Zdz2Zdz3 Zd Rt Zk 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 0 R 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 jx jx 当躲励磁涌流和负荷同时存在时，可能误动，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 图中:Ф1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 70°～80°； ФL是负荷角，通常取20°～40°； 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： 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，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。 PT断线闭锁判据: UUzd and 0.5A≤