城市軌道交通供電直流系統(tǒng)的主保護(hù)

直流系統(tǒng)保護(hù)原理直流系統(tǒng)保護(hù)的原理1.大電流脫扣保護(hù)大電流脫扣保護(hù)是斷路器本體保護(hù)，與交流保護(hù)中的速斷保護(hù)類似，用以快速切除金屬性近端短路故障。這種保護(hù)是依靠斷路器中流過的短路電流（一般會超過8000A），用電磁力拉開脫扣器來實(shí)現(xiàn)分閘。當(dāng)通過斷路器的電流超過整定值時(shí)，脫扣器馬上動作，使斷路器跳閘。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理一般來說，該保護(hù)的整定值要通過計(jì)算和短路試驗(yàn)得出，整定值要比最大負(fù)荷下列車正常啟動的電流大，也要比最大短路電流小。大電流脫扣保護(hù)屬于直流快速斷路器自帶的本體保護(hù)，采用電磁脫扣的原理，用于切斷大的短路電流。式中，K--可靠系數(shù)，Idmin--被保護(hù)線路短路電流的最小值整定：直流系統(tǒng)保護(hù)的原理2.電流上升率保護(hù)及電流增量（DDL保護(hù)）DDL保護(hù)是廣泛使用的中遠(yuǎn)端短路主保護(hù)，它在多數(shù)情況下能正確區(qū)分列車正常運(yùn)行電流和中遠(yuǎn)端短路電流，主要用于切除大電流脫扣保護(hù)不能切除的故障電流較小的中、遠(yuǎn)端短路故障，電流上升率（di/dt）電流增量（ΔI）DDL保護(hù)組成直流系統(tǒng)保護(hù)的原理(1)電流上升率保護(hù)在地鐵運(yùn)行過程中，饋線保護(hù)裝置會連續(xù)檢測饋線電流的變化率，當(dāng)電流上升率的值大于保護(hù)動作的整定值時(shí)，保護(hù)裝置開始啟動進(jìn)入延時(shí)階段，經(jīng)過延時(shí)后，如果測量值仍然大于保護(hù)啟動值E，此時(shí)保護(hù)會動作。倘若在延時(shí)過程中電流上升率小于保護(hù)整定值，保護(hù)返回。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理(2)電流增量保護(hù)電流增量保護(hù)一般是作為大電流保護(hù)的后備保護(hù)。在保護(hù)啟動后，保護(hù)開始進(jìn)入延時(shí)階段。如果電流上升率大于啟動值E，如果經(jīng)過延時(shí)后，(電流增量的啟動值)成立，保護(hù)動作。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理E、F分別為保護(hù)的啟動值和返回值：①曲線1的電流增量小于，可以判定這種情況不屬于短路情況。該電流曲線可以表示遠(yuǎn)距離機(jī)車的啟動電流。②曲線2的電流增量小于，也會排除這種情況是短路的情況。③曲線3的電流增量超出了啟動值E，由于它的延時(shí)時(shí)間小于電流增量的延時(shí)整定值，呈現(xiàn)電流剛上升經(jīng)幾毫秒就下降的狀況，因此可判斷出這種情況也不是短路的故障情況。④曲線4的電流增量高于保護(hù)動作啟動值，而且它的延時(shí)時(shí)間也高于整定的延時(shí)時(shí)間，可以判斷出此種情況為短路故障情況。⑤曲線5電流增量超過保護(hù)的啟動值，說明這種情況有可能為故障情況，再進(jìn)一步判斷它的延時(shí)時(shí)間，結(jié)果是超過了整定的延時(shí)時(shí)間，所以這種情況是故障情況。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理將保護(hù)分為瞬時(shí)跳閘元件與延時(shí)跳閘元件說明，每個(gè)元件就是一段邏輯程序：（1）瞬時(shí)跳閘元件（核心是ΔI超限跳閘）以電流的變化率di/dt是否超過定值A(chǔ)

作為啟動的判據(jù)，啟動后則計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)的di/dt和△I瞬時(shí)值?！鱅即電流增量，它是相對于保護(hù)啟動時(shí)刻的電流的變化量。動作條件直流系統(tǒng)保護(hù)的原理①di/dt一直大于定值A(chǔ)，則以△I是否超過定值C作為跳閘的唯一判據(jù)，一旦檢測到△I超定值，立即跳閘（上圖的曲線3）,這是ΔI超限跳閘；跳閘判據(jù)直流系統(tǒng)保護(hù)的原理跳閘判據(jù)②某一時(shí)刻，di/dt小于定值A(chǔ)，保護(hù)并不立即返回，但從此刻開始，△T2(一般選1-2ms)時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行di/dt和△I瞬時(shí)值的采樣，這就是前文所說的再測一下，以確認(rèn)：a．△I超過定值，保護(hù)仍然要立即跳閘（上圖的曲線5，5內(nèi)有兩段時(shí)間的di/dt小于定值A(chǔ)，但兩段時(shí)間均小于△T2）；b．若△I未超過定值C，di/dt也一直小于A，則保護(hù)返回（上圖的曲線4）；c．若△I未超過定值C，di/dt在某一時(shí)刻又大于A，則回到判據(jù)①。所以上圖中的陰影為跳閘區(qū)，電流曲線2、3、5跳閘。1、4返回直流系統(tǒng)保護(hù)的原理將保護(hù)分為瞬時(shí)跳閘元件與延時(shí)跳閘元件說明，每個(gè)元件就是一段邏輯程序：（1）延時(shí)跳閘元件同樣以電流的變化率di/dt是否超過定值B作為啟動的判據(jù)，啟動后則計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)的di/dt瞬時(shí)值，在相對于保護(hù)啟動時(shí)刻的△T1（一般選20-40ms）時(shí)間內(nèi)，di/dt的值必須一直超過定值B，保護(hù)才能在啟動后△T1時(shí)刻跳閘（曲線2），否則保護(hù)返回（曲線1）。延時(shí)跳閘保護(hù)返回后，瞬時(shí)跳閘保護(hù)也必須返回。動作條件直流系統(tǒng)故障直流系統(tǒng)保護(hù)的原理定時(shí)限過電流保護(hù)設(shè)置目的：作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理定時(shí)限過電流保護(hù)特點(diǎn)——保護(hù)范圍長不僅包括本線路全長，也包括相鄰下一線路全長，甚至更遠(yuǎn)。——動作整定值小正常運(yùn)行時(shí)不啟動；故障時(shí)反應(yīng)電流的增大而動作。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理定時(shí)限過電流保護(hù)整定原則：考慮因素：躲過饋線路中的最大負(fù)荷電流。動作值小，有任意短路電流流過保護(hù)均可能啟動

電流超過整定值時(shí)保護(hù)啟動，在延時(shí)時(shí)間內(nèi)電流一直超過定值，保護(hù)動作。直流系統(tǒng)保護(hù)-雙邊聯(lián)跳保護(hù)直流系統(tǒng)保護(hù)的原理雙邊聯(lián)跳保護(hù)設(shè)置目的：雙邊聯(lián)跳保護(hù)對于采用雙邊供電的接觸網(wǎng),是廣泛使用的一種保護(hù)手段，在一個(gè)供電區(qū)內(nèi)的接觸網(wǎng)若由兩個(gè)變電所對其供電，當(dāng)其中一個(gè)所的直流饋線斷路器因?yàn)槟承┍Ｗo(hù)跳閘的同時(shí)，會發(fā)出聯(lián)跳指令，使為同一個(gè)供電區(qū)供電的直流饋線斷路器都跳閘。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理雙邊聯(lián)跳保護(hù)小雙邊供電時(shí),左邊一段由牽引變電所A和B（簡稱A站和B站，下同）供電，右邊一段則由B站和C站供電，當(dāng)短路點(diǎn)發(fā)生在靠近A站的c位置時(shí)，A站的大電流脫扣保護(hù)首先動作，而B站則由于短路電流小等因素，大電流脫扣和di/dt等保護(hù)均無法動作，位于A站的雙邊聯(lián)跳保護(hù)則發(fā)出聯(lián)跳命令，將B站的213開關(guān)跳開。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理雙邊聯(lián)跳保護(hù)大雙邊供電時(shí),當(dāng)B站退出運(yùn)行時(shí)，則B站越區(qū)隔離開關(guān)2134合上，雙邊聯(lián)跳保護(hù)根據(jù)B站2134的位置判斷另一端是由C站213開關(guān)供電，跳閘的對象則為C站213開關(guān)。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)設(shè)置目的：接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)的目的是消除熱過負(fù)荷故障，而非短路故障，其工作原理主要是根據(jù)接觸網(wǎng)電阻上流過的電流，計(jì)算出接觸網(wǎng)的發(fā)熱量，從而再根據(jù)接觸網(wǎng)的熱負(fù)荷特性及環(huán)境條件推算出接觸網(wǎng)的電纜溫度。當(dāng)測量的電纜溫度超過Talarm給出報(bào)警，超過Ttrip則跳開給該接觸網(wǎng)供電的直流開關(guān)。開關(guān)跳開后，電纜逐漸冷卻，當(dāng)溫度進(jìn)一步下降，低于Treclosure，則重新合上直流開關(guān)。直流系統(tǒng)保護(hù)的原理接觸網(wǎng)熱過負(fù)荷保護(hù)直流系統(tǒng)故障直流系統(tǒng)的故障牽引變電所內(nèi)的直流系統(tǒng)的故障形式主要有：短路故障，過負(fù)荷故障，過壓故障等等，最常見的也是危害最大的是短路故障。從本質(zhì)上講，短路故障有兩種類型，一種是正極對負(fù)極短路，另一