專利名稱：軌道交通供電系統(tǒng)電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于軌道交通供電系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于軌道交通供電系統(tǒng)的電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)。
技術(shù)背景軌道交通供電系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的線路電流差動保護方案除了配置差動保護作為主保護外，還需另外裝設(shè)一臺過電流保護裝置作為后備。為實現(xiàn)保護的選擇性，各過電流保護之間在數(shù)值和時限上均要求有配合，越靠近主變電所的保護動作時限越長(參見圖1)，現(xiàn)場的實際情況不允許無限地擴大供電局變電所的保護動作時限范圍，只能壓縮牽引降壓供電系統(tǒng)所間配合級數(shù)，這樣就不能保證各牽引降壓混合變電所進出線的保護選擇性。在保護的整定計算上也比較繁瑣和復雜，也不方便以后的線路改造。以廣州地鐵6號線為例，其供電系統(tǒng)為110KV/35kV集中供電方式，具有把多個牽引混合變電所、降壓供電變電所聯(lián)接成為ー個整體的牽引供電系統(tǒng)的大環(huán)網(wǎng)特點，在正常運行多達61級供電、非正常運行可達12 15級供電方式。如果發(fā)生區(qū)間電纜故障或饋線故障時斷路器拒動，傳統(tǒng)的地鐵差動保護、過電流后備保護方案無法解決隔離故障點選擇性與快速性的矛盾，無法滿足靈敏度上下級配合的要求，可靠供電存在隱患。廣州地鐵站間距離較短，區(qū)間故障時站間短路容量相同，上下級保護整定值無法配合，如果采用常規(guī)階梯式保護配置方案將很難保證整個系統(tǒng)的選擇性。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，為滿足繼電保護對可靠性、選擇性、靈敏性、快速性的要求，申請人經(jīng)過研究改進，現(xiàn)提供一種軌道交通供電系統(tǒng)電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)，解決上下級配合問題，以及正向、反向供電故障時繼電保護的方向問題，保證任ー級饋線故障均能與上一級繼電保護在時間上有靈敏度配合。本實用新型的技術(shù)方案如下本實用新型提供一種軌道交通供電系統(tǒng)電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)，包括多個地鐵站，每個地鐵站包括第一母線以及第ニ母線，第一母線和第二母線通過母間連線相連接，母間連線上安裝有母聯(lián)柜；相鄰地鐵站的第一母線之間通過ー組區(qū)間電纜相互串連；相鄰地鐵站的第二母線之間通過另ー組區(qū)間電纜相互串連；至少一條區(qū)間電纜與來自變電所的出線相連接；每條區(qū)間電纜與前一地鐵站連接的出線以及與后一地鐵站連接的進線上均安裝有斷路器拒；第一母線以及第ニ母線與多條饋線相連接，每條饋線上均安裝有斷路器拒；在每條區(qū)間電纜的進、出線斷路器柜內(nèi)分別安裝有一臺數(shù)字通信過電流保護裝置F35和一臺線路差動保護裝置L30，在每條饋線的斷路器柜內(nèi)分別安裝有綜合測控保護裝置F650，在每個母聯(lián)柜內(nèi)分別安裝有綜合測控保護裝置F650。本實用新型的有益技術(shù)效果是本實用新型實現(xiàn)的功能包括a)電流選跳保護的實現(xiàn)以東單站至崇文門站的區(qū)間線路為例(參見圖2中的區(qū)段1)，在出線柜和進線柜分別裝設(shè)電流選跳保護裝置，用光纖把線路兩端的保護裝置進行連接，為了保證通訊可靠性，采用冗余光纖通信的方式。利用保護裝置的直接通信和可編程邏輯功能，接受對側(cè)保護動作與否的信號，參與自身的邏輯編程，就可以實現(xiàn)瞬時跳開線路兩端的斷路器，切除故障。b)解決差動保護選擇性與速動性相矛盾問題的實現(xiàn)電流選跳保護，在區(qū)間線路兩端裝設(shè)性價比更高的電流選跳保護繼電器，同時其作為后備保護的過電流保護可選擇相同的電流整定值，且各變電所的時限無須配合，可直接采用該方法的固有時間，甚至増加供電區(qū)段的開關(guān)數(shù)量，也不影響本方法的實施，大大簡化了保護整定。c)動態(tài)失靈保護的實現(xiàn)電流保護可將保護裝置的動作情況，依級上傳，以瓷器ロ至崇文門的區(qū)間線路為例(參見圖2中的區(qū)段2)，當此區(qū)段出現(xiàn)故障吋，電流選跳保護動作，跳開瓷器ロ的進線和崇文門的出線。如果崇文門的出線斷路器失靈，則此處的進線保護裝置收到出線發(fā)出的失靈信號，動作于跳閘，切除故障。本實用新型解決了整個系統(tǒng)的選擇性問題。當區(qū)間線路出現(xiàn)故障，利用數(shù)字通信過電流保護及線路縱聯(lián)微機光纖差動保護功能實現(xiàn)瞬動跳閘，當區(qū)外故障時可以可靠閉 鎖。鑒于地鐵供電系統(tǒng)的特點，在多級供電方式下，站與站之間用傳統(tǒng)的饋線過電流后備保護在靈敏度上很難配合，導致在環(huán)網(wǎng)供電方式下(開環(huán)運行)主變電所35KV進線保護整定時間過長，延長了故障切除時間。利用F35繼電器數(shù)字量傳輸(DI/D0)功能能夠?qū)崿F(xiàn)后備保護為動態(tài)保護，保證任ー級饋線故障均能在電カ系統(tǒng)要求的時間范圍內(nèi)有選擇的切除。系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，最大限度對非故障元件恢復供電。充分利用母聯(lián)備自投，實現(xiàn)對非故障元件的恢復供電。本實用新型解決了非正常運行方式下的自適應(yīng)問題。在非正常運行方式下，在整個供電系統(tǒng)中保護配置方案能靈活適應(yīng)運行方式的需要，任一環(huán)網(wǎng)進、出線開關(guān)都具有充當網(wǎng)開關(guān)的能力。F35、L30具有六組整定值，四段相/接地電流保護，如果網(wǎng)開關(guān)位置改變，F(xiàn)35仍可適用于系統(tǒng)的保護。環(huán)網(wǎng)進、出線開關(guān)具有相同邏輯，可根據(jù)供電方向的改變而自動適應(yīng)。供電系統(tǒng)內(nèi)各開關(guān)保護時間的配合上是動態(tài)的，各保護裝置只需要站內(nèi)進行時間上的配合，而不會隨著供電區(qū)段的延長而需要另行調(diào)整。保護退出運行、保護裝置異常、光纖通道故障時保護裝置有選擇快速切除故障區(qū)段。綜上所述，本實用新型利用保護裝置之間的直接通信可編程功能，實現(xiàn)了線路兩端信息的傳遞，在不降低保護系統(tǒng)可靠性的前提下，不僅完全可以替代傳統(tǒng)的電流差動保護，還克服了傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的選擇性和速動性之間的矛盾。每個站的饋線與環(huán)網(wǎng)進、出線的時間配合都是相互獨立的，不需要與環(huán)網(wǎng)上其他站的環(huán)網(wǎng)進、出線的時間進行配合，甚至在網(wǎng)開關(guān)合上時，也不會因為供電區(qū)段的加長，而影響整個環(huán)網(wǎng)供電線路的選擇性。從而可以迅速切除故障，可解決35KV環(huán)網(wǎng)供電線路后備保護的速動性與選擇性相矛盾的問題，可保證任ー級饋線故障均能在O. 5^1S內(nèi)予以切除。牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置改變時，保護裝置之間的邏輯配合關(guān)系不需要改變，適應(yīng)各種牽引供電系統(tǒng)，牽引供電系統(tǒng)配置的靈活性更大了。

圖I傳統(tǒng)電流差動保護方案的時間配合圖。圖2本實用新型電流選跳保護方案的時間配合圖。[0014]圖3是典型供電區(qū)段示意圖。圖4是數(shù)字通信過電流保護裝置的光纖連接方式示意圖。圖5是區(qū)間線路故障主保護的邏輯關(guān)系圖。圖6是區(qū)間線路保護裝置通訊異常后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖7是區(qū)間線路出線斷路器失靈ー級后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖8是區(qū)間線路出線斷路器失靈ニ級后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖9是母線故障主保護的邏輯關(guān)系圖。圖10是PT斷線報警的邏輯關(guān)系圖。 圖11是母線故障后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖12是饋線保護裝置異常后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖13是饋線斷路器失靈后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖14是饋線斷路器失靈遠后備保護的邏輯關(guān)系圖。圖15是第一種情況啟動備自投的邏輯圖。圖16是第二種情況啟動備自投的邏輯圖。圖17是備自投合閘邏輯圖。圖18是母聯(lián)合環(huán)合閘邏輯圖。圖19是合環(huán)保護跳閘邏輯圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進ー步說明。為方便分析，現(xiàn)針對軌道交通供電系統(tǒng)全網(wǎng)選取如圖3所示的典型供電區(qū)段介紹本實用新型，其他供電區(qū)段與之類似。I、典型供電區(qū)段保護配置在如圖3所示的典型供電分區(qū)上，示出了 A、B兩個地鐵站，I母線和II母線形成各自的環(huán)網(wǎng)，兩個環(huán)網(wǎng)上共設(shè)有8個斷路器(拒)。I母線和II母線通過母間連線相連接，每條母間連線上設(shè)I個母聯(lián)斷路器(拒)。I母線和II母線分別連接多條饋線，饋線按其所帯負荷可分為配電變壓器饋線和牽引變壓器饋線，每條饋線上設(shè)I個斷路器(拒)。在此供電分區(qū)上，可能會因為運行方式的改變，供電方向而有所改變。在此供電分區(qū)上，區(qū)間電纜的迸、出線斷路器柜上均裝設(shè)數(shù)字通信過電流保護裝置F35、線路差動保護裝置L30 ;饋線斷路器柜上均裝設(shè)GE公司的綜合保護測控裝置F650 ;母聯(lián)斷路器柜上均裝設(shè)GE公司的綜合保護測控裝置F650。以下會就此供電區(qū)段上就可能出現(xiàn)的故障區(qū)間故障(dl點)，母線故障(d2點)，饋線故障(d3點)，分別進行分析說明。2、數(shù)字通信過電流保護裝置間的光纖通訊2. I、硬件的配置在相鄰兩個地鐵站的區(qū)間電纜的進、出線均配置數(shù)字通信過電流保護裝置F35。數(shù)字通信過電流保護裝置F35配置了 7J型光纖通訊模塊，此光纖通訊模塊為雙通道、1300nm、單模、ELED、通訊距離為11. 4KM,滿足最長兩站之間的距離。裝置間信息的比較和傳輸通過專用的光纖通道進行，在工程實際應(yīng)用中通過專用的完全獨立于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的光纖將兩裝置進行連接。[0038]2. 2、光纖連接方式站間數(shù)字通信過電流保護裝置F35的光纖連接方式如圖4所示。在這種結(jié)構(gòu)中，光纖環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信傳輸時間預計如下(128kbps) :A站出線F35到B站進線F35為O. 2周波(4ms) ;B站出線F35到C站進線F35為O. 2周波(4ms)。2. 3、光纖通訊的可靠性保證F35光纖通訊可滿足在最惡劣的情況下的正常通訊，裝置已經(jīng)通過 ANSI/IEEE C37. 90. 2 ；IEC 61000-4-3 ;IEC 60255-22-3 ；Ontario HydroC-5047-77輻射電磁干擾試驗以及IEC 61000-4-8エ頻率磁場抗干擾試驗。此外F35應(yīng)用32位的CRC報警功能來檢查收到DIO信息的完整性，并通過末返回信息(Msg)告警功能來檢查DIO通訊環(huán)的完整性。 CRC報警功能用于監(jiān)測通訊媒介噪聲，它通過跟蹤CRC，檢查失敗的信息速率，將CRC失敗的次數(shù)記錄，并將記錄的信息放到一個用戶可自定義的獨立的信息計數(shù)器中，并給出DIO通道CRC報警提示。當總信息計數(shù)器達到用戶自定義的最大值時，發(fā)出告警信號，同時計數(shù)器復位并將監(jiān)測過程重新開始。末返回信息告警功能通過跟蹤末返回信息的速率來監(jiān)控通訊環(huán)的完整性。在環(huán)結(jié)構(gòu)中，所有由指定設(shè)備產(chǎn)生的信息都在預定義的時間內(nèi)返回，當末返回的信息計數(shù)器達到用戶自定義的水平，發(fā)出報警信號。與CRC報警功能一祥，當總信息計數(shù)器達到用戶自定義的最大值時，計數(shù)器復位并將監(jiān)測過程重新開始。通過對保護裝置CRC和Msg報警功能的適當整定，可保證在惡劣通訊環(huán)境下的光纖通訊的正常運行。3、區(qū)間電纜故障(dl點)當區(qū)間電纜dl故障吋，線路兩側(cè)的數(shù)字通信過電流保護裝置F35和光纖差動保護裝置L30均可實現(xiàn)瞬動跳閘從而切除故障。3. I、區(qū)間線路故障主保護在區(qū)間線路兩端各裝設(shè)一臺數(shù)字通信過電流保護裝置F35，通過保護裝置的光纖接ロ模塊實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信。F35的可編程DIO功能，可以用于傳輸相鄰所間的保護聯(lián)跳及閉鎖信息、開關(guān)量信息、失靈保護聯(lián)跳信息等，同時把這些信息參與到邏輯編程中。當區(qū)間線路發(fā)生線路故障、接地等情況時，兩端的F35檢測線路中流過的電流是否達到其設(shè)定的判據(jù)電流啟動值，并將此啟動與否的信號，通過光纖在兩裝置間進行傳遞，在保護裝置的內(nèi)部進行邏輯比選、判斷，快速判別線路故障區(qū)段，實現(xiàn)選擇性地快速切除故障線路。線路兩端的判據(jù)電流可以根據(jù)實際工程中的需要指定，線路兩端的判據(jù)電流可以不一致，也可以是ー種或多種電流的組合。譬如線路一端的判據(jù)電流是正常的相電流，而另一端是電壓制動電流。靈活的組合配置，可以實現(xiàn)高阻保護等功能。數(shù)字通信過電流保護的內(nèi)部邏輯關(guān)系見圖5。圖5中，XOR為異或門，&為與門。如圖3所示，以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，在站間保護裝置光纖通訊正常的情況下，對于相間故障和接地故障(dl點)，由數(shù)字通信過電流保護內(nèi)部邏輯可知，A變電所的出線斷路器的保護裝置F35-4電流保護啟動，并將啟動信號通過光纖傳至B變電所的進線斷路器的保護裝置F35-7 ;而8變電所的進線斷路器的保護裝置F35-7電流保護未啟動，滿足圖3的邏輯關(guān)系，由主保護裝置F35-4、F35-7跳開線路兩端進、出線斷路器，切除故障。F35具備可靠的光纖通信保證，其通道自檢能力，可在其中一個光纖通信通道故障時進行自動的通信通道轉(zhuǎn)換，同時發(fā)報警信息經(jīng)SCADA系統(tǒng)上傳。當通道性能惡化(噪音過大、干擾等)至完全中斷時，裝置發(fā)通訊異常告警信號，并閉鎖數(shù)字通信過電流主保護，同時切換到過電流后備保護。一旦通道恢復正常，立即解除數(shù)字通信過電流主保護閉鎖。3. 2、區(qū)間線路故障近后備保護3. 2. I、主保護裝置異常后備保護以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，在A站的出線主保護裝置F35故障未排除的情況下(裝置已報警)，若出現(xiàn)區(qū)間短路故障的情況(dl點)，則由A站的出線主保護裝置F35的后備保護裝置L30差動跳閘從而切除故障。如圖3所示，對于相間故障和接地故障來說，A站出線的保護裝置F35-4異常吋，B站進線的F35-7保護裝置將檢測不到對側(cè)保護裝置的在線信號，此時進線保護裝置F35-4啟動裝置異常后備保護，經(jīng)過Λ t延時后由A站的進線后備保護裝置L30-4跳開進線斷路器，切除故障。 L30具有強大的電流差動保護功能，L30為帶有完整通道接ロ的數(shù)字式電流差動保護系統(tǒng)，可對電纜線路或架空線路進行完整的保護。L30可用于兩端輸電線路及三端輸電線路。在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時，可以瞬時跳開故障電纜兩側(cè)的斷路器，切除故障。L30提供整定值CT TAP以修正由于保護區(qū)兩端電流互感器變比的不同，使得保護區(qū)兩端的電流能在同一基準上進行差動比較。L30的創(chuàng)新型雙斜率自適應(yīng)制動特性以測量誤差的估值為基礎(chǔ)，使繼電器在外部故障時能保證足夠的安全性，內(nèi)部故障時保持足夠的靈敏性。與傳統(tǒng)的百分比列差動相比，保護的定值可整定得更靈敏。L30本身具有零序差動保護功能，只需要將設(shè)置功能開啟即可。以實現(xiàn)快速判別故障區(qū)段，選擇性地快速切除故障線路。零序差動的最小整定值為O. 05A，級差O. 01A，具有極高的靈敏度。3. 2. 2、站間保護裝置通訊異常后備保護以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，在線路兩端的主保護裝置F35間出現(xiàn)光纖通訊故障的情況下，線路兩端的F35數(shù)字通信過電流保護裝置立即發(fā)出告警信號，并立即閉鎖數(shù)字通信過電流保護，同時切換到過電流后備保護，若在未排除通訊故障的情況下，出現(xiàn)區(qū)間短路故障的情況(dl點)，則由A站的出線F35過電流后備保護出口跳閘以切除故障。其邏輯關(guān)系見圖6。圖6中，t為延吋，&為與門。如圖3所示，對于相間故障和接地故障來說，在站間保護裝置通訊異常的情況下，A站的出線保護裝置F35-4的電流保護啟動，但接收不到對側(cè)保護裝置F35-7的在線信號，此時F35-4閉鎖數(shù)字通信過電流主保護動作，同時啟動過電流后備保護，經(jīng)過At延時后由A站的出線保護裝置F35-4跳開出線斷路器。此Λ t延時需要躲過饋線保護動作切除故障的時間。3. 3、區(qū)間線路故障遠后備保護3. 3. I、出線斷路器失靈ー級后備保護以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，若在此區(qū)間出現(xiàn)短路故障的情況(dl點)，則線路兩端的數(shù)字通信過電流保護裝置F35動作，同時將動作信號傳至A站同一段母線上的進線保護裝置；若A站出線的斷路器失靈，不能在預定時間內(nèi)切除故障，則由A站進線的數(shù)字通信過電流保護裝置F35執(zhí)行數(shù)字通信過電流主保護的ー級后備保護，來切除故障，從而盡量減小故障范圍。其邏輯關(guān)系見圖7。圖7中，&為與門，t為延吋。如圖3所示，對于相間故障和接地故障來說，A站的進線斷路器的保護裝置F35-3在接收到環(huán)網(wǎng)出線保護裝置F35-4發(fā)來的斷路器失靈信號后，跳開進線斷路器，切除故障。3. 3. 2、出線斷路器失靈ニ級后備保護若在如上所述的情況下，因為A站進線斷路器的同時失靈，此時仍然不能切除故障，則A站進線的數(shù)字通信過電流保護裝置F35，將拒動信息通過保護裝置的DIO功能傳至上級地鐵站的出線數(shù)字通信過電流保護裝置F35，由此出線的F35執(zhí)行數(shù)字通信過電流主保護的ニ級后備保護，切除故障。期間拒動信號由于采用保護裝置專用光纖傳遞從而大大節(jié)省信號傳輸時間，提高的保護系統(tǒng)的速動性，其邏輯關(guān)系見圖8。圖8中，&為與門，t為延時。如圖3所示，對于相間故障和接地故障來說，A站更前ー站(圖中未示出)的出線斷 路器的保護裝置F35在接收到A站的進線保護裝置F35-3發(fā)來的斷路器失靈信號后，跳開出線斷路器，切除故障。4、母線故障(d2點)4. I、母線故障主保護如圖3所示，以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，若d2點發(fā)生相間、接地等母線故障，進線有過流啟動信號而饋線、出線都無過流啟動信號，即判斷為此段母線故障，由B站的進線的數(shù)字通信過電流保護裝置F35-5實現(xiàn)進線斷路器的瞬時跳閘(相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)已在繼電器技術(shù)規(guī)范中做詳細說明)，跳開所有與故障母線有電聯(lián)系的進出線，同時也為下一步自投做準備。其邏輯關(guān)系如圖9所示。圖9中，&為與門。 工程案例母線PT (電壓互感器)高壓側(cè)由于實驗員失誤與柜體短路造成一次人為接地故障。試驗中保護裝置母線主保護動作迅速跳閘從而避免一次惡性事故的發(fā)生。注對于PT故障的保護解決方案如下(I)報警功能對于因為供電系統(tǒng)諧波而產(chǎn)生的電壓互感器發(fā)熱，致使二次電壓不穩(wěn)，保護裝置具有PT斷線報警功能，其邏輯如圖10所示。圖10中，&為與門。(2) PT嚴重故障的時保護功能如因PT內(nèi)部快速熔斷而導致單相接地或兩相短路，傳統(tǒng)的過電流后備時間可能因為供電級數(shù)過多，而導致動作時間過長(2S左右)，使一次設(shè)備受到很大的沖擊，但數(shù)字通信過電流保護可以通過母線主保護快速的切除故障，分斷開關(guān)，母線主保護動作時間不超過50ms。4. 2、母線故障后備保護如圖3所示，以A站至B站的環(huán)網(wǎng)線路為例，d2點發(fā)生母線故障后，若出現(xiàn)B站進線斷路器失靈(拒動)的情況，則通過該進線斷路器的保護裝置F35-5的點對點直接通訊的邏輯編程功能，通過光纖傳遞進線斷路器的失靈信號至上級A站的出線保護裝置F35-2，由上級A站的出線保護裝置F35-2啟動母線故障的后備保護，經(jīng)延時t后跳開相應(yīng)的出線斷路器，實現(xiàn)快速切除故障。其邏輯關(guān)系如圖11所示。圖11中，t為延吋，&為與門。5、饋線故障(d3點)5. I、饋線故障主保護饋線按其所帶負荷可分為配電變壓器饋線柜和牽引變壓器饋線柜，根據(jù)工程需求，饋線斷路器柜裝設(shè)GE公司650系列的F650綜合保護繼電器。[0079]配電變壓器、整流變壓器、整流器內(nèi)部故障由F650電流速斷保護功能實現(xiàn)跳閘；接地故障由F650零序保護功能實現(xiàn)跳閘；變壓器本體超溫故障、整流器熔斷器熔斷、框架保護由硬接點送至F650綜合保護繼電器輸入端，F(xiàn)650接收到信號后，可以實現(xiàn)速斷或延時跳閘；失靈保護由進線保護裝置F650實現(xiàn)。變壓器的過負荷由F650綜合保護繼電器過電流延時保護功能實現(xiàn)跳閘或報警。F650綜合保護繼電器有6段反時限過電流保護和6段定時限過電流保護，此12段保護可同時使用。反時限保護提供了 13種國際曲線，另有4種用戶自定義曲線，滿足工程要求。整流變壓器、整流器內(nèi)部故障至少需要4段定時限及一段反時限保護，GE微機綜合測控保護裝置F650完全滿足實際工程中的需求。5. 2、饋線故障后備保護5. 2. I、饋線裝置異常后備保護如圖3所示，以B站的動力變壓器饋線為例，在該饋線發(fā)生相間或接地故障時(d3 點)，正常應(yīng)由饋線的F650-6的電流保護功能跳開饋線斷路器；若在饋線保護裝置F650-6異常(已發(fā)報警信號)未排除的情況下，出現(xiàn)饋線故障，此時由B站的進線保護裝置F35-5啟動后備保護，經(jīng)延時t后跳開進線斷路器，切除故障，其邏輯關(guān)系如圖12所示。圖12中，&為與門，t為延時。5. 2. 2、饋線斷路器失靈后備保護如圖3所示，在如上所述的饋線故障發(fā)生后，若此時出現(xiàn)該故障饋線上的斷路器失靈(拒動)的情況，即在一定時間內(nèi)未能切除故障，則由此站的進線保護裝置F35-5啟動后備保護，經(jīng)延時t后跳開進線斷路器，切除故障，其邏輯關(guān)系如圖13所示。圖13中，&為與門，t為延吋。5. 2. 3、饋線斷路器失靈遠后備保護如圖3所示，若在d3點短路的情況下，饋線保護裝置F650-6異常(已發(fā)報警信號)未排除，或者該故障饋線上的斷路器失靈(拒動)的情況下，由于進線斷路器的同時失靈，仍然不能切除故障，則進線的數(shù)字通信過流保護裝置F35-5，將拒動信息通過DIO功能傳至上級A站的出線保護裝置F35-2，由此上級A站出線的保護裝置F35-2執(zhí)行饋線的遠后備保護，跳開出線斷路器，切除故障。其邏輯關(guān)系如圖14所示。圖14中，t為延吋，&為與門。6、母聯(lián)柜保護配置6. I、保護功能實現(xiàn)如圖3所示，A、B兩個地鐵站母聯(lián)柜保護配置GE公司產(chǎn)品F650-2、F650-7。F650保護裝置具有獨立的電流速斷、過流保護、零序保護、定時限過電流及定時限過負荷保護功能，所有保護功能可以同時使用。F650具有3組獨立的整定值組，可以通過當?shù)?遠方進行切換。F650綜合保護繼電器具有12段延時、瞬時和相方向、中性點、接地和靈敏接地過電流(定時限或反時限可選)可以實現(xiàn)工程中要求的保護功能。6. 2、備自投功能實現(xiàn)地鐵的雙電源供電且兩段母線分段運行模式，根據(jù)輸入條件，通過邏輯編程可實現(xiàn)備用電源備自投功能。備自投功能應(yīng)可在當?shù)?遠方進行投入和撤除。GE公司產(chǎn)品F35、L30經(jīng)可編程的1/0，將采集的開關(guān)量、聯(lián)跳信號、失靈信號經(jīng)光纖通道傳輸?shù)綄?cè)的裝置中，作為對側(cè)裝置的中間量用于邏輯編程，本工程中利用此功能作為母聯(lián)開關(guān)自投啟動條件。母聯(lián)開關(guān)上已經(jīng)配置F650綜合保護繼電器，利用F650強大的邏輯編程能力和可擴展的開關(guān)量輸入及輸出接點，對輸入條件進行邏輯判斷，并輸出判斷結(jié)果，完成設(shè)備的安全閉鎖及自動投入，使手動分閘及遠動分閘閉鎖自動投入功能。自動投入可以在當?shù)剡M行投入/撤除，也可通過通訊網(wǎng)絡(luò)由遠方進行投入/撤除。兩種啟動備自投方案I、差動或者數(shù)字通信過電流主保護啟動備自投進線在以下三種情況下，啟動母聯(lián)自投信號至母聯(lián)柜①差動動作(區(qū)間電纜故障)數(shù)字通信過電流主保護(區(qū)間電纜故障)；③對側(cè)的聯(lián)跳信號(上級站母線故障)。啟 動備自投的邏輯關(guān)系如圖15所示。此種啟動備自投的最大的優(yōu)點是能快速恢復供電。II失壓啟動備自投進線通過發(fā)現(xiàn)電源失壓，啟動母聯(lián)自投信號至母聯(lián)柜。啟動備自投的邏輯關(guān)系如圖16所示。此種啟動備自投方式在光纖通信中斷時且有故障吋，對下級站的恢復供電起到重要的作用。母聯(lián)柜保護裝置F650在收到上述啟動備自投信號后，根據(jù)邏輯判斷，執(zhí)行備自投，其備自投合閘邏輯關(guān)系如圖17所示。圖17中，“ I母啟動”和“ II母啟動”即為I母和II母的經(jīng)過上述兩種啟動備自投判斷得到的啟動備自投信號。6. 3、合環(huán)運行功能實現(xiàn)定義合環(huán)操作為兩個進線與母聯(lián)開關(guān)斷路器同時閉合的運行模式。其優(yōu)點是可以對車輛牽弓I供電及照明不中斷的情況下進行倒閘操作。實現(xiàn)方法當合環(huán)允許轉(zhuǎn)換開關(guān)在合環(huán)退出位置時，兩個進線與母聯(lián)最多只能閉合其中兩個，當合環(huán)允許轉(zhuǎn)換開關(guān)在合環(huán)允許位置時，兩個進線與母聯(lián)開關(guān)均可閉合，跳閘選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的四個選擇位置合環(huán)退出、選跳進線I、選跳進線2、選跳母聯(lián)，用于兩個進線與母聯(lián)開關(guān)均可閉合后選擇性的跳開某ー開關(guān)。裝設(shè)在母聯(lián)柜上的F650綜合保護繼電器，通過檢測兩段進線開關(guān)的位置信號，自身柜子的開關(guān)位置信號，合環(huán)允許選擇開關(guān)位置信號以及跳閘選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置信號，將這些信號參與邏輯編程，保護裝置對輸入條件進行邏輯判斷，并將判斷結(jié)果設(shè)置成不同的接點出口，送至相應(yīng)開關(guān)柜的分、合閘回路。以此來實現(xiàn)合環(huán)保護功能。合閘允許的邏輯如圖18、圖19所示。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認為包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種軌道交通供電系統(tǒng)電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)，包括多個地鐵站，每個地鐵站包括第一母線以及第ニ母線，第一母線和第二母線通過母間連線相連接，母間連線上安裝有母聯(lián)柜；相鄰地鐵站的第一母線之間通過ー組區(qū)間電纜相互串連；相鄰地鐵站的第ニ母線之間通過另ー組區(qū)間電纜相互串連；至少一條區(qū)間電纜與來自變電所的出線相連接；每條區(qū)間電纜與前一地鐵站連接的出線以及與后一地鐵站連接的進線上均安裝有斷路器柜；第一母線以及第ニ母線與多條饋線相連接，每條饋線上均安裝有斷路器柜，其特征在干在每條區(qū)間電纜的進、出線斷路器柜內(nèi)分別安裝有一臺數(shù)字通信過電流保護裝置F35和一臺線路差動保護裝置L30，在每條饋線的斷路器柜內(nèi)分別安裝有綜合測控保護裝置F650，在每個母聯(lián)柜內(nèi)分別安裝有綜合測控保護裝置F650。
專利摘要本實用新型提供一種軌道交通供電系統(tǒng)電流選跳及大分區(qū)供電保護系統(tǒng)，包括多個地鐵站，每個地鐵站的第一母線和第二母線的母間連線上安裝有母聯(lián)柜；相鄰地鐵站的第一母線之間、第二母線之間分別通過區(qū)間電纜串連；第一母線以及第二母線與多條饋線連接，在每條區(qū)間電纜的進、出線斷路器柜內(nèi)分別安裝數(shù)字通信過電流保護裝置F35和線路差動保護裝置L30，在每條饋線的斷路器柜內(nèi)分別安裝綜合測控保護裝置F650，在每個母聯(lián)柜內(nèi)分別安裝綜合測控保護裝置F650。本實用新型解決了上下級配合以及正反向供電故障時繼電保護的方向問題，保證任一級饋線故障均能與上級繼電保護在時間上有靈敏度配合，滿足了繼電保護對可靠性、選擇性、靈敏性、快速性的要求。
文檔編號H02H7/26GK202455055SQ20122002509
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者吳義春, 曾小慶 申請人:無錫市科環(huán)自動化設(shè)備有限公司