牽引網微機饋線保護技術及其整定計算畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 安全。當接觸網由多種導線組成時，其容許電流決定于最早達到安全允許電流的導線。導線電流及其持續時間表現為導線溫升及其對導線機械性能的影響。所以規定接觸網導線的最高溫度，銅導線不應超過 80℃，鋁導線不應超過 90℃，鋼導線和鋼鋁導線不應超過 70℃。鋼鋁接觸導線 GLCA100/215，其允許電流為 470A，相當于截面為 100mm2 的銅導線。按工廠規定，這種導線短時可允許 20 分鐘電流達 520A。一般導線熱時間常數約為 5 分鐘，15～20 分鐘即達到穩定溫度。簡單懸掛接觸網的容許電流即等于接觸導線容許電流。采用鋼承力索單鏈形懸掛的接觸網，容許電流的計算要比較復雜，因為鋼承力索的參數隨電流變化。采用導電承力索時計算比較簡單，因為這時承力索的參數不受電流的影響，接觸網電流按兩導線的漏阻抗分配，接觸網容許電流為接觸線和承力索容許電流之和[4P23]。接觸網溫度的上升由負荷電流引起導線發熱和導線直接由日照吸收的熱量決定。對于每單位長度，有如下熱平衡方程式：式中：Q－日照吸收熱量（W）－接觸網饋線電流（A）TIR－接觸網接觸導線電阻（Ω/cm）C－熱容量（WS/deg）A－熱輻射率（W/deg ） θ－導線與環境的溫差。根據熱平衡方程,可以計算出不同負荷情況下接觸網溫升。當接觸網電流超過接觸網長期允許電流并達到一定時間，接觸網將過熱，保護以熱狀態 Ith%來體現接觸網的發熱情況。Tth%=I2/Ith2(1et/τth)100%+Pet/τth （7－2）其中： I——接觸網電流； Ith——過熱動作定值；(1) 2dtACRdtItT???? （7－1） τth——熱時間常數； P——穩態熱狀態穩定熱狀態可以理解為 t＝0 時刻的熱狀態，即初始熱狀態，該值不是固定值。總體整定思路是尋找接觸網在不同外部環境下的熱平衡點，即一定的時間內，由電流引起的熱積累與散熱達到極限平衡點，與氣候及接觸網材質有關。當熱狀態達到 110%時，保護可動作于跳閘，亦可設置過熱告警功能，熱狀態告警范圍以在 10%——110%之間整定。接觸網發熱保護跳閘動作時間的計算如下：t=τ thln[(Ix2P)/( )] （7－3）其中： Ix——接觸網電流與過熱動作定值之比接觸網發熱保護按導線耐熱程度整定。第七章　饋線微機保護整定計算實例為了更好地說明本文所述饋線微機保護整定的具體方法，現舉一實例來詳細說明。第一節　基本參數某復線單邊供電牽引網有關參數如下： 21L圖 8－1　　供電線路示意圖如圖所示，變電所至分區所供電區段長度 L=，每公里牽引網阻抗Z1=∠65176。Ω， 母線最低工作電壓 =24KV，饋線最大負荷電流=680A，折算至 母線處最大三相短路電流 =4000A，最小三相短路電流 =3608A。負荷阻抗角 φF=37176。電流互感器變比 600/5A，電壓互感器變比 27500/100V。一臺機車起動電流 IQD=236A，接觸線為 GLCA100/215，承力索為 LGJ150。對保護裝置 1 進行整定計算。第二節　計算所需參數計算線路阻抗變電所至分區所的線路阻抗： Zq= Z1L==計算分區亭處短路電流以標幺值計算：基準電壓 Uj 為線路平均電壓 ，基準容量Sj=100MVA。基準電流 Ij=Sj/√3Uj =2195A基準阻抗 Zj=Uj2/Sj =[6] 母線最大/最小三相短路電流標幺值 *= *= 母線處系統最大/最小運行方式綜合電抗標幺值X1Σ。max*=1/ *=X1Σ。min*=1/ *=線路阻抗標幺值 Zq*=Zq/Zj =分區所處最大/最小運行方式短路電流標幺值I *=√3U*/(2 X1Σ。max*+Zq*)=I *=√3U*/(2 X1 Σ。min*+Zq*)=分區所處最大/最小運行方式短路電流I = I Ij=1203AI = I Ij=1159A第三節　整定計算一、電流速斷保護整定線路最大負荷電流、機車啟動電流和分區所處最大短路電流中分區所處最大短路電流最大，作為電流速斷保護整定依據。可靠系數取 。Isd=Kk=1203/120 =12A校驗保護范圍：最小運行方式下線路長度 60%處短路時的短路電流：%*=60%Zq* =線路長度 60%處最小短路電流：I D. 60%.min*=√3U*/(2 X1Σ。min*+%*)=I D. 60%.min= I D. 60%.min*Ij=1545A折算至保護裝置側：I D. 60%.= I D. 60%.min/ NLH=I D. 60%. Isd電流速斷保護能可靠保護線路長度的 60%。動作時限整定為 ，躲過機車斷路器動作時間。過電流保護整定過電流保護可靠系數取 。Igl =Kk=680/120=校驗靈敏度：分區亭處短路時靈敏度= I NLH=1159/120=變電所相鄰饋線出口處短路時靈敏度變電所相鄰饋線出口處最小短路電流：I D. *=√3U*/(2 X1Σ。min*+2Zq*)=I D. = I D. *Ij=711A= I D. NLH=711/120=過電流保護僅能作為輔助保護。動作時限整定為 。過負荷保護整定查導線參數：GLCA100/215 接觸線允許電流為 470A，LGJ150 鋼芯鋁絞線承力索允許電流為 445A。由于導電承力索的參數不受電流影響，其漏阻抗 ZcZjc=+ ，其絕對值為 ，與電流無關[5]。接觸線漏阻抗 ZjZjc=+ ，其絕對值為 。如果忽略接觸線和承力索中電流的相位差，當接觸線電流達其允許電流 470A 時，承力索電流達 Ic=470，未超過 LGJ150 鋼芯鋁絞線承力索的允許電流 445A，所以接觸網的持續允許電流為 470+437=907A。Igf=IYX/KkNLH=907/120=過負荷保護設為定時限，動作時間整定為 6S。阻抗保護整定阻抗 I 段保護線路阻抗：XI ＝LZ1SinφLNLH/NYH=176。120/275=負荷阻抗：ZZ．φF =NLH/NYHKkKf=24000120/680275=折算至 0176。值：R = ZZ．φF (CosφF －SinφF / tgφL)=(Cos37176。－Sin37176。 / tg65176。)=阻抗 I 段不作靈敏度校驗。動作時限整定為 。阻抗 II 段保護：XII ＝Kk2LZ1SinφLNLH/NYH=2176。120/275=因最大負荷電流不變，II 段負荷阻抗同 I 段負荷阻抗。靈敏度校驗：分區所處短路： = XIINYH/ NLHZ1SinφLL=14． 7275/120176。=變電所相鄰饋線出口處短路： = XIINYH/ NLHZ1SinφL2L=14． 7275/120176。2=阻抗 II 段動作時限比阻抗 I 段和電流速斷大一個時限級差，整定為 。第八章 結 論本文的研究工作主要是圍繞著牽引變電所微機饋線保護這一中心任務展開的。由于電流保護的原理和技術較為簡單，所以本文的重點放在了對自適應三段阻抗保護和三段高阻接地保護的研究上。本文通過對牽引網及其負荷特性的分析，總結了國內采用的微機饋線保護技術及工作原理，結合牽引負荷及牽引網短路特性提出了自適應阻抗保護和三段高阻接地保護的典型整定方案，對長供電臂末端短路時阻抗保護不能可靠動作的情況提出了解決方案。對國內應用的微機饋線保護技術的整定方法進行了分析，并以復線單邊供電為例做了整定計算實例。由于時間匆忙、作者水平有限，本文在微機饋線保護方面雖然做了一些工作，但從總體上看來比較粗糙淺顯，有待于進一步深化、細膩化。無論是在微機保護原理上，還是在牽引網保護理論及具體整定上，都需進一步的完善。今后工作方向主要有：對微機保護理論進行深入學習，在微機保護原理方面做一些研究工作。近期采用微機技術對各種電氣設備構成保護將會越來越多的被應用。本文只是對微機饋線保護理論及其整定方法進行了初步的分析，仍然有許多具體的工作需要解決，例如對牽引網阻抗的確定和牽引負荷的分析等問題，需要利用現場的條件進行大量的試驗工作來完成。由于接觸網發熱保護是最近才出現的新型保護理論，具體的整定需涉及到牽引網材質和環境條件，各生產廠商的具體實現方法不完全一致，本文在該方面還需進行深入研究。本文僅對饋線保護進行了研究，未涉及牽引網故障點測定和牽引網故障判別技術，今后需要對故障點測定理論和技術進行深入研究，分析如何提高故障點測定的準確性。故障錄波和負荷錄波將會為保護裝置的整定和故障分析提供最齊全、最準確的資料，在微機保護中能夠很容易地實現，今后將對故障錄波和負荷錄波進行深入研究。致 謝感謝導師詹勇老師，詹老師治學嚴謹、學風樸實、思路開闊、平易近人，無論是做學問還是在為人處世方面都為我樹立了良好的風范，詹老師對待工作、對待學術的態度將使我受益終身。參 考 文 獻[1] [2] [3] [4] [5] [6] 賀威俊,簡克良 .[7] 牽引變電所綜合自動化系統 .[8] 李永征,孫金華 .WXB65 .2022[9] [10] [11] 祁澤旺, 型數字式電鐵饋線保護裝置 許繼日立電氣有限[12] 何其光, [13] 國標準出版社[14] [15] 　[16] .DL/[17] .TB　1000098.[18] [19] 許昌繼電器研究所 .ZKH2A 型電氣化鐵道饋電線成套保護裝置 .1984[20] WXB63 [21] 賀家李. 電力系統繼電保護技術的現狀與發展[22] 陳皓,汪波 ,[23]