【正文】 Idi ?? 保護 /dt Idi ?? 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 ，/dtdi保護主要 應(yīng)用于 中遠距離的非金屬性短路故障， I? 主要 應(yīng)用于 中近距離的非金屬性短路故障。 西南交通大學(xué)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(dāng)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 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 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(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 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 作站、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。 一個完整的變電站綜合自動化系統(tǒng) 一般 包括間隔層（保護、測控裝置）、網(wǎng)絡(luò)層和管理層三大部分， 而 間隔層按照 設(shè)備性質(zhì)不同可分為交流系統(tǒng)（ 10KV 或 35KV保護測控裝置）、牽引系統(tǒng)（ 750V 或 1500V 保護測控裝置）、低壓交流系統(tǒng)（ 保護測控裝置）和其他系統(tǒng)（如電源屏控制機、變壓器保護測控裝置等）。在三 種 類型的變電站綜合自動化系統(tǒng)中，以牽引降壓混合變電站自動化系統(tǒng)最為典型。 目前已經(jīng)應(yīng)用的城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信通道有如下幾種類型： ⑴ 串行通信通道 ⑵ EI 信道連接方案 ⑶ 10Mbps 共享以太網(wǎng) 連接方案 本所電力監(jiān)控主要內(nèi)容 表 31 四遙內(nèi)容表 遙信 遙測 遙遙調(diào) 遙控 35KV 進出線電流 35KV 母線電壓 35KV 母聯(lián)電流 整流配電變壓器一次側(cè)電流 /有功功率 /有功電度 整流機組輸出電流1500V 直流母線電壓 1500V 饋線電流 斷路器保護動作、報警信號 框架泄露保護信號 斷路器分合狀態(tài) 35KV 接地刀閘分合狀態(tài) DC1500V 隔離開關(guān)分合狀態(tài) 整流變、整流器、配電變溫度報警 及跳閘信號 35KV 進線、出線、母聯(lián)、饋線斷路器 進線、母聯(lián)、三級負荷總開關(guān) 1500V 直流電動開關(guān) 1500V 直流快 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 30 頁 回流線電流 進線電流 /母線電壓 /功率因數(shù) 直流輔助電源裝置直流母線電壓 鋼軌對地電位 整流變配電變各相溫度 設(shè)備自檢信號 鋼軌電位限制裝置狀態(tài)信號 所用電交直流系統(tǒng)監(jiān)測信號 速斷路器 接觸網(wǎng)電動隔離開關(guān) 35KV 母聯(lián)自投功能投 /退 母聯(lián)自投功能投 /退 電力監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn) （ 1）控制功能； （ 2）信息處理與顯示； 遙信功能；遙測功能；報警信息處理；數(shù)據(jù)處理 （ 3）供電系統(tǒng)運行情況的數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計報表功能； （ 4）用戶畫面； （ 5）信息打印功能； （ 6）趨勢顯示 ； （ 7）人及畫面調(diào)閱顯示； （ 8）信息查詢； （ 9）口令功能； （ 10）軟件在線維護、修改和擴展功能； （ 11）系統(tǒng)容錯、自診斷、自恢復(fù)功能。 一般說來，變電站綜合自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)以下主要功能： 間隔層裝置的信息采集和控制命令的下發(fā)； 各種智能間隔層的設(shè)備的通信完全接入； 所內(nèi)連鎖、連動關(guān)系的實現(xiàn)； 與上層監(jiān)控系統(tǒng)的通信完全接入以及信息交互； 如果需要，應(yīng)具備所內(nèi)人機界面功能，實現(xiàn)對所內(nèi)設(shè)備的測控功能。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁 第 4章 牽引變電所主要電氣設(shè)備選型 電氣設(shè)備選型概述 電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備 ，其運行條件不盡相同，其選擇方法也不一樣，但對它們 有相同的 基本要求。電氣設(shè)備要能穩(wěn)定可靠的工作，必須按正常運行條件進行選擇，并按短路條件校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 正常運行條件選擇電氣設(shè)備 正常運行條件是指電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流。 （ 1） 按額定電壓選擇 電氣設(shè)備的額定電壓 也即 銘牌 所 標的線電壓。此外，電氣設(shè)備還有最大工作電壓，即電氣設(shè)備長期運行所允許的最大電壓，其值 為 額定電 壓 eU 的 ~ 倍。選擇時，必須使電氣設(shè)備的額定電壓 eU 等于或大于設(shè)備安裝處的電網(wǎng)的額定電壓WU we U? （ 41） 一般地 ，運行中的電網(wǎng)電壓總是 在一定范圍內(nèi) 波動，而且各點的電壓也不相同，電源側(cè)電網(wǎng)電壓，按規(guī)定可比電網(wǎng)的額定電壓高 5%。此值未超過電氣設(shè)備的最大工作電壓。因此，電氣設(shè)備在此電壓下運行是安全可靠的。 電氣設(shè)備安裝地 點 所在 海拔高度 會 影響絕緣介質(zhì)強度，因此海拔高度對電氣設(shè)備最大工作電壓的影響必須 予以 考慮。對于現(xiàn)有 110KV 及以下的設(shè)備，因為多數(shù)的外絕緣留有一定的裕度，故可用于海拔在 2021m 以下的地區(qū)。我國除高原地區(qū)外，大部分地區(qū)的海拔高度都在 2021m 以下。 （ 2） 按額定電流選擇 電氣設(shè)備的額定電流是指在一定的周圍環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備 在 長時間內(nèi)所能允許通過的電流。因此，選擇電氣設(shè)備時應(yīng)滿足以下條件： zdge II ?? （ 42） 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 32 頁 eI— 電氣設(shè)備的額定電流，有制造廠商提供； gzdI? — 電路中最大長期工作電流。 電氣設(shè)備在不同的回路中，其最大長期工作電流可按下表計算。當(dāng)周圍環(huán)境溫度 ?和電氣設(shè)備額定環(huán)境溫度 錯誤 !未找到引用源。0?不等時，其長期允許電流可按下式修正。 0ye e eyI I K I?????????? （ 43） K?— 修正系數(shù)； y? — 電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度。 表 41 不同回路最大長期工作電流計算表 回路名稱 計算工作電流 備注 發(fā)電機或同步調(diào)相機 1 .0 51 .0 5 3 c o seg zd e eePII U ?? ?? 當(dāng)發(fā)電機 冷卻氣體溫度低于額定值時，允許每低 1℃ ，電流可增加%，必要時應(yīng)按此計算 gzdI? 三相變壓器 1 .0 51 .0 5 3 eg zd e eSII U? ?? ① 帶負載調(diào)壓變壓器應(yīng)按可能的最低電壓計算 ② 當(dāng)變壓器允許過負荷時，必要時應(yīng)按過負荷計算 母線分段（聯(lián)絡(luò)）斷路器 gzdI? 一般為該母線上最大一臺發(fā)電機或一組變壓器的計算工作電流 母線分段電抗器 gzdI? 該母線上事故切除最大一臺發(fā)電機時，可能通過電抗器的計算電流。一般取該發(fā)電機 50%80%錯誤 !未找到引用源。eI 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 33 頁 主母線 按潮流分布情況計算 饋電回路 3 cosg zd eePI U ?? ? ① P 應(yīng)包括線路損耗和事故時轉(zhuǎn)移過來的負荷 ② 當(dāng)回路中裝有電抗器時， gzdI? 按電抗器 eI 計算 電動機回路 3 co sg zd e e ePI U ??? ? 注： ① eI 、 eU 、 eP 等均指設(shè)備本身額定值； ② 各標量的單位： I— A； U— kV； P— kW； S— kVA。 短路條件校驗電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 的方法 （ 1）校驗載流導(dǎo)體熱穩(wěn)定 ① 允許溫度法：利用曲線2ddqQAAS??來求短路時導(dǎo)體最高發(fā)熱溫度 d? ，當(dāng) d?小于或等于導(dǎo)體短路時發(fā)熱允許溫度dy?時，認為導(dǎo)體在短路時發(fā)熱滿足熱穩(wěn)定。否則，不滿足熱穩(wěn)定。 ② 最小截面法：由下式： dzdqtSI AA?? ? （ 44） 考慮集膚效應(yīng)時，可得出計算最小截面公式： 2( m )d z Jz x d z Jd y ytk IS I t kA A C????? （ 45） C — 熱穩(wěn)定系數(shù)， dy yC A A??母線 C 值見下表； jK — 集膚效應(yīng)系數(shù)，查設(shè)計手冊可得。用最小截面 zxS 來校驗載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，當(dāng)所選擇的導(dǎo) 體截面 S 大于或等于 zxS 時，導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定性要求，否則，不滿足熱穩(wěn)定。 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 34 頁 表 42 不同材質(zhì)母線熱穩(wěn)定系數(shù) 工作溫度 （ ℃ ） 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 硬鋁及錳鋁合金6( 10)? 99 97 95 93 91 89 87 85 83 81 硬銅 6( 10)? 186 183 181 179 176 174 171 169 166 163 （ 2） 校驗電器熱穩(wěn)定 電器種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其熱穩(wěn)定性通常由產(chǎn)品或電器制造廠商給的熱穩(wěn)定時間 st 內(nèi)的熱穩(wěn)定電流 rI來表示。一般 t 的時間有 1s、 4s、 5s、和 10s。 t 和 rI 可從產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)表中查得。校驗電器熱穩(wěn)定應(yīng)滿足下式： 22r dzI t I t