礦用架線機車直流饋線的微機保護畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-13 01:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 障、過壓故障、漏電故障等，其中最常見、危害最大的是短路故障。而短路故障點離牽引變電所的距離對短路電流的特性有較大的影響。一般來說，近端短路故障電流上升速率很快，峰值也高；而遠端由于受架線分布式參數(shù) (架線分布電阻 R、分布電感 L、分布 電導(dǎo) G、分布電容C)的影響，其短路故障電流上升的速率比近端的要慢，峰值也將變小，如圖 2 所示 [5]。遠端非金屬短路電流甚至與機車啟動時的電流瞬時峰值相近。所以，遠端短路故障電流與機車啟動電流的區(qū)分是直流短路保護的難點。 圖 2 直流牽引饋電網(wǎng)近 /遠端短路電流特性示意圖 架線機車直流饋線的微機保護，是以微處理器為控制核心，在線檢測饋線網(wǎng)絡(luò)負荷電流，根據(jù)電流的變化，判斷過負荷和短路情況。要求在達到最大短路電流之前檢測出短路的發(fā)生，啟動相應(yīng)的保護，切除故障回路，保護供電設(shè)備的安全。 對于礦用直流饋電系統(tǒng)來說， 負荷及短路電流的大小和變化情況比較復(fù)雜：①正常負荷電流幅值大小及最大變化速率，與機車類型以及牽引位置不同而各不相同，其負荷電流的最大變化率一般在機車起動時刻。②短路電流幅值大小、變化率和上升時間常數(shù)，也與短路點距離變電所的遠近不同，短路類型的不同而各不相同。因此實現(xiàn)直流饋電保護的關(guān)鍵是能迅速區(qū)分牽引電流和故障電流，并能安全可靠地動作。 按《煤礦電工手冊》，單個礦用架線機車直流牽引系統(tǒng)供電距離不大于 4 km，而實際我國礦用直流牽引饋線最遠的架線長度達 10 km[6]。與地鐵直流牽引系統(tǒng)類似，其正常牽引負荷和故 障短路電流一般具有以下特點： 機車瞬時起動電流和故障電流都可近似表示為指數(shù)函數(shù)。 近端短路電流及電流上升率都很大，故障電流特征明顯；而遠端受網(wǎng)絡(luò)分布參數(shù)的影響，故障電流及變化率變小，甚至和機車起動最大電流變化率接近。 7 當(dāng)直流饋線距離長，機車密度大時，有可能出現(xiàn)最大負荷電流大于饋線末端短路電流。 目前，針對直流牽引系統(tǒng)饋線短路故障最重要的保護方法是利用電流上升率 (di/ dt)保護和電流增量 (Δ I)保護，通過兩種保護的配合，實現(xiàn)短路故障的電流變化量保護策略。通常，電流上升 率保護作為中遠端非金屬性短路故障的主保護，電流增量保護則主要針對中近距離的非金屬性短路故障 [1,5]。 8 2 電流變化量保護 電流變化量保護也稱為電流上升率 +電流增量保護。其中，電流上升率保護 (di／dt 保護 )和電流增量保護 (△ I 保護 )是根據(jù)故障電流和正常工作電流在上升率上的差異，通過兩種保護相互配合來實現(xiàn)的。兩種保護的啟動條件相同，都是 di／ dt 大于設(shè)定值。啟動后，兩種保護進入各自的延時時間。哪個保護先達到動作條件，就由它啟動相應(yīng)的保護，切除故障回路。 電流上升率保護 保護系統(tǒng)實時檢測直流饋線的負 荷電流，計算電流上升率 di／ dt，并與預(yù)存的電流上升率保護設(shè)定值相比較，一旦檢測出比預(yù)設(shè)值高，則設(shè)定電流上升率保護標(biāo)志flag_di／ dt=1，并啟動延時定時器。若在整個延時階段，電流的上升率都高于保護設(shè)定值，由定時中斷啟動保護出口跳閘。若在定時器預(yù)設(shè)定延時時間內(nèi)，電流上升率又回落到保護設(shè)定值之下，則保護返回，清除電流上升率保護標(biāo)志 flag_di／ dt=0。 +電流增量保護 電流增量保護是與電流上升率保護同時啟動的，與電流上升率保護相配合的一種保護算法。在饋線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中距離甚至近距離短路 時，電流增量保護法可能比電流上升率保護法更有效。 與單純的電流上升率保護算法相比，電流上升率保護 +電流增量保護的算法略顯復(fù)雜，本文后面將給出其保護策略流圖。 文獻 [7] 給出了電流增量保護對應(yīng)的 4 種典型電流的動作情況，如圖 3 所示。其中 (1)為典型的機車起動電流情況，而 (2)、 (3)為中、遠距離短路電流情況。 圖 3 4 種典型電流及保護動作情況 9 (1) 保護未動作，電流增量雖然超過跳閘整定值，但延時時間不足。 (2) 保護動作，電流增量超過跳閘整定值，延時時間滿足。 (3) 保護動作，電流增量超過跳閘整 定值，延時時間滿足。在電流上升的過程中，雖然電流上升率曾經(jīng)回落到斜率整定值 (di／ dt 整定值 )以下，但未達到返回延時值，因此保護未返回。 (4) 保護未動作，在電流上升的過程中，電流上升率回落到斜率整定值以下，且超過返回延時值，因此保護返回，在 e 點保護重新起動
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1