【文章內(nèi)容簡介】 流1500V側(cè)的正負母線均采用單母線接線方式；(6）牽引整流機組正極通過直流快速斷路器與直流1500V正母線相連，其負極通過手動隔離開關(guān)與負母線相連；西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁(7）牽引變電所均設(shè)置4回直流1500V饋線，分別向上下行牽引網(wǎng)供電，饋線開關(guān)均采用直流快速斷路器；(8）每座正線牽引變電所均設(shè)兩路回流線，分別接至上下行鋼軌；(9）直流1500V正負母線之間以及正母線與地之間均設(shè)一臺避雷器。西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁第3章 牽引變電所二次接線設(shè)計 二次接線設(shè)計概述 二次接線功能與分類二次設(shè)備是指對一次設(shè)備的運行狀態(tài)進行保護、監(jiān)視、測量和控制的一系列低壓弱電設(shè)備，又稱為輔助設(shè)備，包括測量裝置、控制和信號裝置、繼電保護裝置、自動遠動裝置、操作電源、控制電纜等。變電所中的二次設(shè)備按照一定的順序相互連接而成的電路，稱為二次接線或二次系統(tǒng)。二次接線是供電系統(tǒng)電氣接線的重要組成部分，它屬于一定的一次接線或一次設(shè)備是對一次側(cè)進行控制操作、測量監(jiān)視和保護的有效手段，是電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、可靠供電的重要保障。二次接線按電流制可分為：①直流回路；②交流回路；按工作性質(zhì)可分為：①監(jiān)視測量回路；②控制回路；③信號回路；④調(diào)節(jié)回路；⑤繼電保護與自動裝置；⑥自動遠動裝置；⑦操作電源系統(tǒng)。 二次接線圖簡介二次接線圖，表明了二次設(shè)備的配置，相互連接關(guān)系以及運行原理的電氣接線圖。按照用途，二次接線圖一般可分為：歸總式原理接線圖、展開式原理接線圖和安裝接線圖。西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁圖 31 二次回路結(jié)構(gòu)與功能示意圖 歸總式原理接線圖歸總式原理接線圖簡稱原理圖，是以整體的形式表示各二次設(shè)備之間的電氣連接及其工作原理的接線圖，一般與一次接線中的有關(guān)部分畫在一起。圖 32 歸總式原理接線圖示例 展開式原理接線圖展開式原理接線圖簡稱展開圖，是將二次設(shè)備按其線圈和接點的接線回路展開分別畫出，將整體形式的二次回路按其供電電源的性質(zhì)不同，分解成交流電壓、交西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁流電流和直流回路等相對獨立的部分，組成多個獨立回路，表示二次電路設(shè)備配置、連接關(guān)系和工作原理的二次接線圖。圖 33 展開式原理接線圖示例 安裝接線圖為了安裝施工和維修試驗的方便，在前述原理接線圖、展開接線圖的基礎(chǔ)上，還需要繪制用于具體安裝施工接線用的安裝施工圖，以表示二次接線的實際安裝情況。用于表明配電盤的類型，各二次設(shè)備在盤上的安裝位置以及設(shè)備間的尺寸及二次設(shè)備接線情況的圖叫安裝接線圖，一般包括盤面布置圖、端子排圖和盤后接線圖。安裝接線圖是生產(chǎn)廠家制造控制盤、保護盤以及現(xiàn)場施工安裝接線所依據(jù)的主要圖紙，也是變電所運行維護等工作的主要參考圖。 繼電保護系統(tǒng)設(shè)計 繼電保護的構(gòu)成及分類西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁繼電保護的基本構(gòu)成包括：變換機構(gòu)、測量比較機構(gòu)、執(zhí)行操作機構(gòu)。①變換機構(gòu)：將電流互感器、電壓互感器二次側(cè)的電流、電壓變換為測量比較元件所需要的輸入量；②測量比較機構(gòu)：完成電氣設(shè)備運行參數(shù)的檢測與比較判定。③執(zhí)行操作機構(gòu)：完成繼電保護動作命令的執(zhí)行，是一種實現(xiàn)一定控制要求的直流電路，經(jīng)過它去接通所需要的跳閘電路和信號。繼電保護裝置一般按照保護裝置反應(yīng)的電參數(shù)、保護裝置構(gòu)成的元件、保護的設(shè)備對象、保護的主備位置等進行分類。①按保護裝置反應(yīng)的電參數(shù)分類：電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護；②按保護裝置的構(gòu)成元件分類：電磁型保護、感應(yīng)型保護、整流型保護、晶體管型保護、集成電路型保護、微機保護等；③按保護設(shè)備對象分類：母線保護、饋線保護、變壓器保護、整流機組保護、牽引網(wǎng)保護等；④按保護的主備位置分類：主保護、后備保護（近后備和遠后備）、輔助保護等； 對繼電保護裝置的基本要求繼電保護在設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運行等過程中，技術(shù)上應(yīng)滿足：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性等四個方面的基本要求。 當整個供電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路故障時，保護裝置應(yīng)該有選擇性的動作以切除故障部分，使受影響的范圍最小。當整個供電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路故障時，保護裝置應(yīng)盡快動作并迅速切除故障部分，而不至于將故障進一步擴大。西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁繼電保護的靈敏性又稱靈敏度，是指在該保護的保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時，保護裝置應(yīng)該具有足夠靈敏的反應(yīng)能力，一般以靈敏系數(shù)來衡量。senk（1）對于反應(yīng)短路時參數(shù)量增加的繼電保護裝置的靈敏系數(shù)的定義： 作作作?例如：過電流保護裝置的靈敏系數(shù)為：（31）actksenIK/mi?（2）對于反應(yīng)短路時參數(shù)量減少的繼電保護裝置的靈敏系數(shù)的定義：例如：低電壓保護裝置的靈敏系數(shù)為：（32）max/kctsenUK?繼電保護的可靠性是指保護裝置自身要求處于良好的工作狀態(tài)，穩(wěn)定可靠，不應(yīng)出現(xiàn)任何拒動或誤動現(xiàn)象。其中，拒動是指在其保護范圍內(nèi)發(fā)生它應(yīng)該動作的短路故障時，由于本身具有缺陷而拒絕動作，誤動是指當發(fā)生任何不應(yīng)該由它動作的短路故障或根本就沒短路故障時，由于其本身具有缺陷而錯誤動作。 本所設(shè)置的保護：光纖縱聯(lián)差動保護、過電流保護、零序過電流保護；：限時電流速斷保護、零序過電流保護；：電流速斷保護、過電流保護、零序過電流保護、過負荷保護、變壓器溫度保護；：電流速斷保護、過電流保護、零序過電流保護、過負荷保護、變壓器溫度保護；：交直流側(cè)過電壓保護、二極管保護、過電流保護；西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁：大電流脫扣保護（斷路器本體保護）、逆流保護；：大電流脫扣保護（斷路器本體保護）、 保護、電Idti??/流速斷保護、過電流保護、雙邊聯(lián)跳保護、低電壓保護；。 保護的作用原理與功能實現(xiàn)光纖縱聯(lián)差動保護是高壓輸電線路縱聯(lián)保護最簡單的一種，它是以光導(dǎo)纖維作為通信信道，反應(yīng)于被保護線路兩端電流差值的變化而構(gòu)成的保護，對于整定配合比較困難的短線路，其優(yōu)越性更明顯。圖 34 光纖縱聯(lián)差動保護原理圖其中短路電流（33）TANMNMk nIII /)(12??當保護范圍內(nèi)部(如k點)發(fā)生短路故障時，如為雙側(cè)電源供電，則兩側(cè)均有電流注入短路點，此時差動電流 將不為0 ，該保護裝置動作，斷路器跳閘；而當保護CDI范圍外部發(fā)生故障時，該保護裝置不會動作。光纖縱聯(lián)差動保護具有以下一些特點：①能夠準確地區(qū)分內(nèi)部與外部故障，不需要相鄰線路在保護上配合，可以實現(xiàn)全線速動。②簡單可靠，選擇性和可靠性都滿足要求。2.（零序）過電流保護西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開線路最大負荷電流來整定的一種保護裝置。它能反應(yīng)于線路電流的增大而動作，一般作為后備保護。零序過電流保護是一種反應(yīng)于中性點直接接地的電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的很大的零序電流而構(gòu)成的保護裝置，其作用相當于相間短路的過電流保護，一般作為后備保護，但在中性點直接接地電網(wǎng)中的終端線路上，也可作為主保護。瞬時電流速斷保護是一種按躲過保護范圍末端最大短路電流建立的，不帶動作延時的電流保護。圖 35 瞬時電流速斷保護示例 限時電流速斷保護可作為速斷的后備，用來切除速斷范圍以外的故障。圖 36 限時電流速斷保護示例過負荷保護反應(yīng)變壓器對稱過負荷引起的過電流。變壓器的過負荷電流在大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相過負荷保護。對于牽引變壓器而言，由于各相牽引負荷不等，所以應(yīng)該在牽引變壓器高壓側(cè)的重負荷相上裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護一般作為變壓器的后備保護，也可作為相鄰線路的后備保護。西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁變壓器的溫度保護是為反映變壓器油箱內(nèi)部溫度過高而設(shè)置的，具有油溫過高報警和啟動控制冷卻系統(tǒng)工作的功能，與瓦斯保護同屬于非電量保護。過電壓保護是指當電壓超過預(yù)定最大值時，電源斷開或受控設(shè)備電壓降低。避雷器、擊穿保險器、接地裝置等是常見的過電壓保護裝置，其中，以避雷器最為重要。電磁鐵、電磁吸盤等大功率電感負載及直流繼電器等，由于在通斷時會產(chǎn)生較高的感應(yīng)電動勢，會使電磁線圈絕緣擊穿而損壞，因此必須采用過電壓保護措施。在每個二極管支路上串連一個快速熔斷器，當整流器內(nèi)部發(fā)生短路故障時，有選擇的隔離故障二極管，避免因故障二極管內(nèi)部過熱而發(fā)生爆裂，從而構(gòu)成對二極管的快速熔斷保護。大電流脫扣保護是一種基于電流幅值的保護，當短路電流在到達峰值之前，就立即切斷，避免對線路造成巨大的損壞。逆流保護一般用于切除整流器的內(nèi)部故障，由逆流電流互感器和逆流保護單元組成，當整流橋臂內(nèi)某個二極管反向擊穿，就有故障電流通過該橋臂，而此時接在電流互感器二次側(cè)的逆流保護就有信號輸出，該信號可作為熔斷器熔斷的指示信號。11. 保護/dtIi??保護也即電流上升率和電流增量保護（DDL 保護），它們的啟動條一般都是同一個預(yù)定的電流上升率，啟動后，兩種保護分別進入各自的延時階段，互不影響，并且由先達到動作條件的保護動作。通常情況下， 保護主要應(yīng)用于/dti中遠距離的非金屬性短路故障， 主要應(yīng)用于中近距離的非金屬性短路故障。I?西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁圖 37 DDL保護原理圖 雙邊聯(lián)跳保護就是相鄰的兩個牽引變電所內(nèi)對同一段接觸軌供電的兩個饋線斷路器間的相互動作保護。低電壓保護和定時限過流保護一樣，作為電流上升率保護的后備保護，一般與其他保護形式相互配合，不作為單獨的保護使斷路器跳閘。框架泄露保護又叫正極接地保護，當檢測到正極接地，正極接地保護動作，快速作用于向故障地段供電的所有饋線斷路器跳閘，從而停止地鐵運行。 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計概述電力監(jiān)控系統(tǒng)又稱電力SCADA(Supervisory Control And Data AcquiSition，數(shù)據(jù)采集監(jiān)視控制) 系統(tǒng)，以實現(xiàn)在控制中心（ OCC）對供電系統(tǒng)進行集中管理、調(diào)度、實時控制和數(shù)據(jù)采集。除了利用” 四遙” （遙信、遙測、遙調(diào)和遙西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁控）功能監(jiān)視供電系統(tǒng)各設(shè)備的運行狀態(tài)，及時獲取和處理供電系統(tǒng)的各種事故、報警事件功能外，利用該系統(tǒng)的后臺工作站還可以對系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計報表功能，以便更好地管理該系統(tǒng)。針對地鐵牽引變電所而言，該系統(tǒng)主要是對交流35kV設(shè)備、直流1500V設(shè)備、低壓400V、交直流電源、排流柜等對象進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制， 實現(xiàn)對各種設(shè)備的四遙功能和數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用。隨著系統(tǒng)功能的不斷增多、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬和系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，SCADA系統(tǒng)對其支撐平臺和開發(fā)環(huán)境的要求也越來越高。特別是隨著通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的迅猛發(fā)展，給SCADA系統(tǒng)的發(fā)展和進步也帶來了很大的促進作用。 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則和標準①電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心、遠動通道及被控站組成。②控制站采用計算機型電力集中監(jiān)控裝置，1：N 結(jié)構(gòu)。③問答式通訊規(guī)約，通道結(jié)構(gòu)為點對點方式。④通道采用地鐵綜合通信光纖網(wǎng)中的專用通道，并設(shè)置主用和備用通道，主備通道之間能實現(xiàn)手動及自動切換。⑤控制站與通信站及被控站與車站通信機械室之間為雙絞線形式的RS485或RS422接口。⑥控制站具備與其它系統(tǒng)的通信接口能力。⑦系統(tǒng)設(shè)備選型立足于國產(chǎn)化。①《遠動系統(tǒng)和設(shè)備》（IEC87088 ）②《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》（GB/T1373092）③《遠動終端通用技術(shù)條件》（GB/T1372992）④《計算機場地技術(shù)要求》（GB/288789）⑤《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》(GB5015792)⑥《地鐵直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB/T1041189)⑦《鐵路電力牽引供電遠動系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(TB1011798) 西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心的電力調(diào)度系統(tǒng)（含車輛段的復(fù)示系統(tǒng)）、變電所綜合自動化系統(tǒng)、以及聯(lián)系兩者的通道三部分組成，其中控制中心的電力調(diào)度系統(tǒng)作為一個子系統(tǒng)納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）；變電所綜合自動化系統(tǒng)則設(shè)置在全線的主變電所、牽引降壓混合所和降壓所內(nèi)。跟隨所不單獨設(shè)置變電所綜合自動化系統(tǒng)，而是納入為其供電的主變電所、牽引降壓混合所或降壓所內(nèi)。通信通道是利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)組建的骨干傳輸網(wǎng)。車輛段及停車場牽引降壓混合所內(nèi)設(shè)置集中監(jiān)控臺設(shè)備，為值班員提供管理界面；車站、車輛段和停車場的變電所綜合自動化系統(tǒng)接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)；車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)與變電所綜合自動化系統(tǒng)之間通信方式采用冗余以太網(wǎng)，故障時可自動切換。圖 38 電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成圖 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備配置控制中心的系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)兩大部分組成，其設(shè)備的配置根據(jù)用戶的需求可有多種形式。一個具備基本SCADA功能的控制中心硬件系統(tǒng)由以下設(shè)備組成：實時服務(wù)器（可冗余配置）、歷史服務(wù)器（可冗余配置）、操作員工作西南交通大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁站、系統(tǒng)維護工作站及打印機等外圍設(shè)備，模擬顯示設(shè)備（含馬賽克模擬屏和背投影設(shè)備）系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等。另配置UPS電源及配電柜。