地铁35kV供电系统继电保护分析论文_胡彤彤

地铁35kV供电系统继电保护分析论文_胡彤彤

(中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津 300308)

摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,在城市建设过程中,地铁是主要的组成部分。对地铁35kV供电系统中线路保护、变压器保护、母线保护的配置以及整定进行分析。说明地铁35kV供电系统的特点,分析阶段式电流保护应用中存在的问题并提出解决方法。应配置独立的主变限时电流速断保护以快速切除主变35kV出口故障。主变限时电流速断保护、主变低后备保护、接地变零序电流保护的动作出口应根据系统运行方式的变化进行调整。降压/牵引变电所的35kV母线分段保护应根据运行方式的变化进行投退,与其相配合的保护整定值也应相应地调整。

关键词:地铁;35kV供电系统;线路保护

引言

轨道交通的供电系统较之一般的供电系统有着共性也有其独特性,因此在供电系统继电保护的设置以及适配性方面要考虑地铁供电系统的独特性,例如错峰运行需求、不平衡负荷以及远期规划需求等,只有做好供电系统继电保护的适配性工作,才能保障地铁供电系统的安全稳定运行,从而保障地铁的安全、快捷、舒适、准点运营。结合当前轨道交通供电系统继电保护方案,做进一步的优化探讨,只有和当前以及未来一段时间内的发展紧密结合起来,才能持续稳定地保障地铁供电系统的持续运行。

1地铁供电系统继电保护基本原理

继电保护系统随着供电系统的发展而发展,主要的发展阶段有三个,第一阶段是机电式保护,第二阶段是电子式静态保护,第三阶段是微机保护。从1980年开始,我国就全面进入微机保护阶段,并且微机保护在全国范围内得到了广泛的应用。其中保护系统中的主要运算器也变成了32位机,在最初的时候运算器是8位机或者是16位机,系统中的数字转换器和核心处理器件也变成了数字信号处理器,最初的时候数字转换器和核心处理器件是A/D转换器和压频转换器。这种依托于计算机所创建的继电保护系统就是微机保护系统。微机保护系统主要由两个方面组成,一部分是硬件结构,一部分是软件系统。其中硬件结构主要包括实时数据采集系统、CPU主系统以及开关量I/O系统构成,软件系统主要由接口软件、保护软件、中断程序、继电保护各种算法程序以及其他的辅助功能。软件系统在整个微机保护占据非常重要的地位,不仅要负责测量电压电流的情况,同时还要能够有效地调节和控制各种可控设备,并且要对故障进行详细的记录、处理等等。我国现今全面进入科技时代,在这种时代背景之下,科学技术得到了突飞猛进的发展,随着科学技术的不断成熟,计算机网络在微机保护中的优势更为明显。计算机网络依托于先进的互联网技术平台,不仅具有广泛覆盖性的特点,同时还能实现实时共享的功能,正是由于这些优势使得继电保护主计算机可以占用并处理信息系统的全面的数据。数字化的计算机在微机保护保护中主要起到的作用就是进行数值和逻辑的计算,目的就是利用计算机对电力系统状态变量进行准确的判定,根据判定结果来判断电力系统当中是否存在故障,为了能够更加准确的判断电力系统当中存在的故障,计算机的系统会通过相应的技术手段对各种状态信息进行采集,采集之后再对状态信息进行数字化的处理,然后将处理之后的状态信息与保护系统当中设定的数值进行比较,通过比较来判断电力系统当中是够存在故障,并且可以判断故障的发生位置以及类型,随后针对故障的情况采取相应的保护措施,从而达到对电力系统进行保护的目的。

2地铁35kV供电系统继电保护分析

2.1定时限过电流保护

通常配置光纤电流差动保护作为线路的主保护,它能综合反应线路两端的电气量变化,瞬时切除本线路全长范围内的短路,但它不能反应相邻线路上的短路,不能作相邻线路的后备保护。定时限过电流保护作为本线路的近后备保护及相邻线路的远后备保护,按躲最大负荷电流整定,所以它的灵敏度较高,保护范围大。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相应的上下级定时限过电流保护只能依靠时间级差配合实现有选择性地切除故障。

2.2完善继电保护配置

从技术的角度来分析,地铁供电系统继电保护虽然在理论上非常可行,在未来的发展上也能够创造出较高的价值。但是,想要在最终的工作上取得理想的成绩,并不是一件容易的事情,有很多方面的工作,都必须按照科学的手段来完成。继电保护配置的完善,地铁供电系统继电保护方案的核心组成部分,只有在该方面的工作上取得理想的成绩,才能在未来的发展水平上进一步的提升。继电保护的基本任务在电力系统中的电气设备出现不正常运行时,需要根据运行维护的条件,动作于发出信号、跳闸。此时一般情况下需要根据当时故障元件对电力系统的危害程度,确定是瞬时动作还是具有一定的延时,以免误动作。在电力系统中的电气设备发生短路故障的时候,能迅速、自动、有选择性地把故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障设备快速的恢复正常运行。通过在继电保护的配置上获得完善效果,能够为后续工作的开展提供更多的帮助,进一步的减少恶性循环的出现。

2.3短路计算

针对供电系统中存在的多种不同电压等级,采用同一标幺值体系进行计算。主所短路计算需要结合主所的电气主接线来考虑,注意主所低压侧的短路计算受供电系统的运行方式影响,中压网络短路计算需要考虑系统的运行方式,而配电变压器和整流变压器低压侧短路计算需要按照各牵混所(降压所)的设备容量进行分组处理。由于需要计算不对称短路,因此采用正序等效定则来进行各种短路计算,综合考虑供电系统各种运行方式,得到最苛刻情况下的结果,为继电保护提供更为合理的整定依据。

2.4降压/牵引变电所35kV母线保护

35kV母线分列运行时,降压/牵引变电所35kV母线的故障由其上级变电所的出线保护反应。35kV母线并列运行时,投入分段保护以缩小故障影响范围。考虑保护配合的困难,分段保护只配置延时电流速断保护,零序电流Ⅰ段保护。整定值与其上级变电所出线的延时电流速断保护,零序电流Ⅰ段保护的整定值相同即可,但其以上各变电所的延时电流速断保护、零序电流保护的动作时间增加一个时限。

结语

1)35kV线路的定时限电流保护采取缩小时间级差的方式,使主变低后备保护的最长动作时间不大于2s。2)35kV线路无法配置瞬时电流速断保护,应配置延时电流速断保护,在光纤电流差动保护退出时,有选择性地快速切除故障。3)主变35kV侧配置独立的限时电流速断保护,快速切除主变35kV侧出口故障。4)主变低后备保护、主变限时电流速断保护、接地变零序电流保护、35kV母线分段保护的动作出口或整定值应根据运行方式的变化而调整以快速切除故障。

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论文作者:胡彤彤

论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/22

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