【導(dǎo)讀】正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能夠自動(dòng)反應(yīng)和處理故障。故障設(shè)備，投入備用設(shè)備等，這些設(shè)備稱(chēng)為電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)與自動(dòng)化裝置。所謂“繼電”,是指電路的相互更替和延續(xù)。繼電保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)是在近幾十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。（保險(xiǎn)絲）就是一種最簡(jiǎn)單的電流保護(hù)。遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)保護(hù)的要求，而出現(xiàn)了繼電器。用繼電器反應(yīng)電流的變化，并。使斷路器跳閘切除故障設(shè)備，起到保護(hù)作用，這就形成了所謂的“繼電保護(hù)”。繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要措施。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，如果。沒(méi)有新能良好的繼電保護(hù)裝置，要維持系統(tǒng)正常工作是不可能的。

　　

【正文】 次諧波閉鎖以及諧陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 波自適應(yīng) 。動(dòng)作方程為： ? ? 227252321 1 zdIKIIII ?????? 212 KII ? dzUU? 式中： K為綜合諧波抑制系數(shù)， K2為二次諧波閉鎖值， Udz為低壓?jiǎn)?dòng)值。三段過(guò)電流保護(hù)一般保護(hù)線路全長(zhǎng)，但由于牽引負(fù)荷電流的最大值同線路末端的最小短路電流相近，甚至小于最小短路電流，因此，三段過(guò)電流保護(hù)一般作為牽引饋線保護(hù)的后備保護(hù)，整定時(shí)要求躲過(guò)線路的最大負(fù)荷。保護(hù)特性如圖 2— 4所示： 圖 24 三段過(guò)流保護(hù)特性 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 高速電氣化鐵路一般采用大功率高速機(jī)車(chē)，行車(chē)密度高，負(fù)荷電流大，當(dāng)接觸網(wǎng)因?yàn)殚L(zhǎng)期大電流發(fā)熱達(dá)到一定的程度時(shí)，應(yīng)切斷饋線斷路器，以保證行車(chē)安全。反時(shí)限過(guò)流保護(hù)完成此邊能。反時(shí)限過(guò)流保護(hù)是動(dòng)作時(shí)間與被保護(hù)線路中電流的大小有關(guān)的一種保護(hù)，當(dāng)電流大時(shí)，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限短，而電流小時(shí)動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)課通過(guò)整定選擇，實(shí)際運(yùn)行中，可以通過(guò)控制數(shù)字選擇投入以下三種不同的反時(shí)限特性： 一般反時(shí)限： 陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 1012PIItTP??????????? 101 PIItTP??? 非常反時(shí)限： 極度反時(shí)限： 101802pIItTp??????????? 其中， t— 動(dòng)作時(shí)間； Tp— 時(shí)間整定值； Ip— 電流整定值； I— 故障電流、在一定程度上，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)具有三段過(guò)電流保護(hù)的功能：近處故障時(shí)動(dòng)作時(shí)限短，遠(yuǎn)處故障時(shí)動(dòng)作是自動(dòng)加長(zhǎng)，可以同時(shí)滿(mǎn)足速動(dòng)性和選擇性的要求。反時(shí)限保護(hù)的啟動(dòng)門(mén)檻電流為 ，如果電流小于 ，保護(hù)返回。當(dāng)保護(hù)電路為定值 20倍或者 20倍以上時(shí)，保護(hù)按照定時(shí)限動(dòng)作，計(jì)算用的保護(hù)電流定值的 20倍。 過(guò)熱保護(hù) 電氣化鐵道的發(fā)展方向是高速、重載。在高速、重載的情況下要求接觸網(wǎng)具有高度的穩(wěn)定性，只有高度的穩(wěn)定性才能保證接觸懸掛不變形，才能保證穩(wěn)定的受流質(zhì)量，才能保證高速重載列車(chē)的正常運(yùn)行。高速重載列車(chē)的單車(chē)牽引電流較大，在 300— 350Km/h時(shí)可達(dá)到 600～ 1000A，接觸網(wǎng)在長(zhǎng)期大電流的情況下發(fā)熱，張力降低，穩(wěn)定性下降，從而影響到高速重載鐵路的正常運(yùn)行，因此需要設(shè)置熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)完成對(duì)接觸網(wǎng)的保護(hù)。 饋線熱過(guò)負(fù)荷保 護(hù)的動(dòng)作原理主要是通過(guò)采集外界環(huán)境溫度和接觸線電流，通過(guò)內(nèi)部程序計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與接觸線的固有特性相比較，如超出規(guī)定值便發(fā)出報(bào)警、跳閘命令，從而達(dá)到保護(hù)接觸網(wǎng)的目的。 動(dòng)作原理：饋線熱過(guò)負(fù)荷的兩個(gè)基本元素為外界環(huán)境溫度和負(fù)荷電流。外界環(huán)境溫度的測(cè)量通過(guò)一個(gè)溫度傳感器完成，將測(cè)量的外界溫度轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)輸陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 入到保護(hù)裝置。當(dāng)檢測(cè)到外界溫度超過(guò)正常范圍時(shí)，閉鎖溫度輸入，并保留上一次的測(cè)量值。保護(hù)裝置采集外部接觸線流過(guò)的電流，通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算程序計(jì)算出接觸線的溫度，當(dāng)計(jì)算的溫度超過(guò)設(shè)定的跳閘溫度時(shí)，啟動(dòng)跳閘回路， 跳開(kāi)饋線斷路器。當(dāng)計(jì)算的溫度超過(guò)設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。保護(hù)在不同電流情況下的跳閘時(shí)間由下式計(jì)算： 式中， I為接觸網(wǎng)負(fù)荷電流； In為接觸線允許持續(xù)電流； Tate為外界環(huán)境溫度；Tn為額定電流時(shí)接觸線溫升界限； To為 t0時(shí)刻的接觸線溫度； Tend為接觸線設(shè)定的跳閘溫度； K為修正參數(shù)； ?為設(shè)定的接觸線時(shí)間常數(shù)。 保護(hù)整定：饋線熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)的對(duì)象是接觸線，接觸線有其自身的熱特性，動(dòng)作特性是一條自然對(duì)數(shù)的反時(shí)限曲線，這就要求保護(hù)裝置整定的曲線與接觸線的固有曲線進(jìn)行配合，同時(shí)還應(yīng)與饋線的電流保護(hù)進(jìn)行配合。保護(hù)整定的項(xiàng)目和參數(shù)有： ?整定范圍為 2～ 15min；Ｋ整定范圍為 1～ 3； Tate、 Tn和 Tend根據(jù)接觸線的固有特性整定。 自動(dòng)重合閘 裝置可設(shè)一次自動(dòng)重合閘，當(dāng)饋線發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，經(jīng)過(guò)重合閘整定時(shí)間，裝置發(fā)出合閘命令，保證了牽引系統(tǒng)的供電質(zhì)量；當(dāng)發(fā)生永久性故障時(shí)，重合閘后，可由過(guò)電流、阻 抗Ⅱ段或阻抗 III段保護(hù)進(jìn)行加速跳閘，保證快速切除故障線路。為保證手動(dòng)合閘在故障線路時(shí)保護(hù)不重合閘，所以保護(hù)設(shè)有重合閘充電時(shí)間，重合閘充電時(shí)間可以整定。重合閘失敗后，裝置閉鎖手動(dòng)合閘。閉鎖手合時(shí)間可以整定。當(dāng)饋線發(fā)生大電流短路時(shí)裝置具有大電流閉鎖重合閘功能。 １、快速自動(dòng)重合閘 在裝置自動(dòng)重合閘功能開(kāi)放的情況下，如果檢測(cè)到線路故障，同時(shí)啟動(dòng)故障檢測(cè)周期與快速自動(dòng)重合閘的執(zhí)行周期。如果系統(tǒng)在快速重合閘執(zhí)行周期內(nèi)發(fā)出跳閘命令，則自動(dòng)重合閘動(dòng)作進(jìn)入延時(shí)準(zhǔn)備狀態(tài)。如果重合閘在延時(shí)階段沒(méi)有被中斷，且保護(hù)跳閘已經(jīng)完成，斷路器處于合閘準(zhǔn)備狀態(tài)，就可以發(fā)出重合閘命令，并開(kāi)始進(jìn)入復(fù)原倒計(jì)時(shí)狀態(tài)同時(shí)自動(dòng)取消啟動(dòng)延遲重合閘程序（在設(shè)置該功能的情況下）。在復(fù)原倒計(jì)時(shí)階段沒(méi)有故障發(fā)生，整個(gè)重合閘即宣告完成，此時(shí)系統(tǒng)輸出重合閘成功信息所有功能恢復(fù)原設(shè)定狀態(tài)。 ２、延遲自動(dòng)重合閘 在快速重合閘執(zhí)行后的系 統(tǒng)復(fù)原時(shí)間內(nèi)，故障檢測(cè)部分發(fā)現(xiàn)故障未被解除，此時(shí)故障信息再次引起跳閘并取消正在進(jìn)行的復(fù)原倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入延遲重陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 合閘動(dòng)作倒計(jì)時(shí)狀態(tài)，這段時(shí)間完成后，系統(tǒng)將發(fā)出合閘命令，再進(jìn)行一次重合。延遲重合閘命令發(fā)出后，系統(tǒng)再次進(jìn)入復(fù)原倒計(jì)時(shí)，如果在復(fù)原倒計(jì)時(shí)期限內(nèi)故障己經(jīng)消除，則重合閘循環(huán)已經(jīng)完成，系統(tǒng)發(fā)出重合閘成功信息。如果在系統(tǒng)復(fù)原倒計(jì)時(shí)期限內(nèi)故障依然存在，則系統(tǒng)啟動(dòng)最后跳閘并發(fā)出重合閘失敗信息（以上步驟是指只設(shè)置了一個(gè)自動(dòng)重合閘循環(huán)）。圖 25為一次自動(dòng)重合閘功能框圖，HWJ為合閘位置繼電器接點(diǎn)開(kāi)入， TCD為重 合閘充電時(shí)間， TCH為重合閘時(shí)間。 圖 25 一次自動(dòng)重合閘功能框圖 陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 總結(jié) 本文對(duì)牽引變電所變壓器保護(hù)和饋線保護(hù)這兩個(gè)模塊進(jìn)行了研究，分析了牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成，牽引變電所的供電方式，以及電氣化鐵路的負(fù)荷特點(diǎn)。 電氣化鐵路由于其負(fù)荷具有沖擊性、移動(dòng)性、電流變化范圍廣、勵(lì)磁涌流大、高次諧波含量高等不同于一般負(fù)荷的特點(diǎn)，而且供電方式采用單相供電，故障類(lèi)型較三相故障簡(jiǎn)單，所以其保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)也不同于一般的保護(hù)設(shè)計(jì)，其饋線保護(hù)的原理相對(duì)于一般變電所來(lái)說(shuō)有所不同。 繼電保護(hù)是一種電力系統(tǒng)的反事故自動(dòng)裝置，它能在系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，迅速，準(zhǔn)確地切除故障元件或發(fā)出信號(hào)以便及時(shí)處理。 可見(jiàn)繼電保護(hù)是任何電力系統(tǒng)必不可少的組成部分，對(duì)保證系統(tǒng)安全運(yùn)行、保證電能質(zhì)量、防止故障的擴(kuò)大和事故的發(fā)生，都有極其重要的作用。 本文通過(guò)對(duì)電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)的構(gòu)成及其負(fù)荷特點(diǎn)的分析，以及對(duì)電氣化鐵路直供供電方式的故障類(lèi)型的研究，在已有饋線保護(hù)原理分析的基礎(chǔ)上，一定數(shù)量的保護(hù)裝置是完全必要的，以便在短路事故發(fā)生后一次設(shè)備尚未破壞的數(shù)秒內(nèi)，切除短路電流，使故障點(diǎn)脫離電源，從而保護(hù)短路 回路內(nèi)的一次設(shè)備，同時(shí)迅速恢復(fù)系統(tǒng)其他正常部分的工作。 隨著變電站繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，大大提高了整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，大大 降低運(yùn)行檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 繼電保護(hù)技術(shù)將引起電力行業(yè)有關(guān)部門(mén)的重視，成為變電站設(shè)計(jì)核心技術(shù)之一。 23 參考文獻(xiàn) [1] 楊新民 . 楊雋琳 . 電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)培訓(xùn)教材 . 中國(guó)電力出版社 [3] 王梅義 . 高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行與設(shè)計(jì) . 中國(guó)電力出版社 [4] 許建安 . 連晶晶 . 繼電保護(hù)技術(shù) . 中國(guó)水利水電出版社 [5] 王梅義 . 電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用 . 中國(guó)電力出版社 [6] 王維儉 . 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用 . 中國(guó)電力出版社 [7] 李光琦 . 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 . 中國(guó)電力出版社 [8] 成都交大許繼電氣有限公司 . . 2020