【文章內(nèi)容簡介】 流1500V側(cè)的正負(fù)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(fù)極通過手動隔離開關(guān)與負(fù)母線相連；西南交通大學(xué)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(fù)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(xué)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(jìn)行保護(hù)、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(hù)裝置、自動遠(yuǎn)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(jìn)行控制操作、測量監(jiān)視和保護(hù)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(hù)與自動裝置；⑥自動遠(yuǎn)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(xué)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(xué)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(hù)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(hù)等工作的主要參考圖。 繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計 繼電保護(hù)的構(gòu)成及分類西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁繼電保護(hù)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(hù)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(hù)裝置一般按照保護(hù)裝置反應(yīng)的電參數(shù)、保護(hù)裝置構(gòu)成的元件、保護(hù)的設(shè)備對象、保護(hù)的主備位置等進(jìn)行分類。①按保護(hù)裝置反應(yīng)的電參數(shù)分類：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動保護(hù)；②按保護(hù)裝置的構(gòu)成元件分類：電磁型保護(hù)、感應(yīng)型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)、微機保護(hù)等；③按保護(hù)設(shè)備對象分類：母線保護(hù)、饋線保護(hù)、變壓器保護(hù)、整流機組保護(hù)、牽引網(wǎng)保護(hù)等；④按保護(hù)的主備位置分類：主保護(hù)、后備保護(hù)（近后備和遠(yuǎn)后備）、輔助保護(hù)等； 對繼電保護(hù)裝置的基本要求繼電保護(hù)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(dāng)整個供電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路故障時，保護(hù)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(dāng)整個供電系統(tǒng)中某處發(fā)生短路故障時，保護(hù)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(jìn)一步擴大。西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁繼電保護(hù)的靈敏性又稱靈敏度，是指在該保護(hù)的保護(hù)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(hù)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(hù)裝置的靈敏系數(shù)的定義： 作作作?例如：過電流保護(hù)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(hù)裝置的靈敏系數(shù)的定義：例如：低電壓保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)為：（32）max/kctsenUK?繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)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(hù)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(dāng)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(hù)：光纖縱聯(lián)差動保護(hù)、過電流保護(hù)、零序過電流保護(hù)；：限時電流速斷保護(hù)、零序過電流保護(hù)；：電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、零序過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、變壓器溫度保護(hù)；：電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、零序過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、變壓器溫度保護(hù)；：交直流側(cè)過電壓保護(hù)、二極管保護(hù)、過電流保護(hù)；西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁：大電流脫扣保護(hù)（斷路器本體保護(hù)）、逆流保護(hù)；：大電流脫扣保護(hù)（斷路器本體保護(hù)）、 保護(hù)、電Idti??/流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、雙邊聯(lián)跳保護(hù)、低電壓保護(hù)；。 保護(hù)的作用原理與功能實現(xiàn)光纖縱聯(lián)差動保護(hù)是高壓輸電線路縱聯(lián)保護(hù)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(hù)線路兩端電流差值的變化而構(gòu)成的保護(hù)，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(hù)原理圖其中短路電流（33）TANMNMk nIII /)(12??當(dāng)保護(hù)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(hù)裝置動作，斷路器跳閘；而當(dāng)保護(hù)CDI范圍外部發(fā)生故障時，該保護(hù)裝置不會動作。光纖縱聯(lián)差動保護(hù)具有以下一些特點：①能夠準(zhǔn)確地區(qū)分內(nèi)部與外部故障，不需要相鄰線路在保護(hù)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(hù)西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁過電流保護(hù)通常是指其啟動電流按照躲開線路最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)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(hù)。零序過電流保護(hù)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(hù)裝置，其作用相當(dāng)于相間短路的過電流保護(hù)，一般作為后備保護(hù)，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(hù)。瞬時電流速斷保護(hù)是一種按躲過保護(hù)范圍末端最大短路電流建立的，不帶動作延時的電流保護(hù)。圖 35 瞬時電流速斷保護(hù)示例 限時電流速斷保護(hù)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(hù)示例過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對稱過負(fù)荷引起的過電流。變壓器的過負(fù)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(fù)荷保護(hù)。對于牽引變壓器而言，由于各相牽引負(fù)荷不等，所以應(yīng)該在牽引變壓器高壓側(cè)的重負(fù)荷相上裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)一般作為變壓器的后備保護(hù)，也可作為相鄰線路的后備保護(hù)。西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁變壓器的溫度保護(hù)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(hù)同屬于非電量保護(hù)。過電壓保護(hù)是指當(dāng)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(hù)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(fù)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(hù)措施。在每個二極管支路上串連一個快速熔斷器，當(dāng)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(hù)。大電流脫扣保護(hù)是一種基于電流幅值的保護(hù)，當(dāng)短路電流在到達(dá)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(hù)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(hù)單元組成，當(dāng)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(hù)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(hù)/dtIi??保護(hù)也即電流上升率和電流增量保護(hù)（DDL 保護(hù)），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(hù)分別進(jìn)入各自的延時階段，互不影響，并且由先達(dá)到動作條件的保護(hù)動作。通常情況下， 保護(hù)主要應(yīng)用于/dti中遠(yuǎn)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(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁圖 37 DDL保護(hù)原理圖 雙邊聯(lián)跳保護(hù)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(hù)。低電壓保護(hù)和定時限過流保護(hù)一樣，作為電流上升率保護(hù)的后備保護(hù)，一般與其他保護(hù)形式相互配合，不作為單獨的保護(hù)使斷路器跳閘?？蚣苄孤侗Ｗo(hù)又叫正極接地保護(hù)，當(dāng)檢測到正極接地，正極接地保護(hù)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(jìn)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(xué)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(jìn)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(jìn)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(jìn)步也帶來了很大的促進(jìn)作用。 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則和標(biāo)準(zhǔn)①電力監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心、遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)動系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(TB1011798) 西南交通大學(xué)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(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁站、系統(tǒng)維護(hù)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。