目標(biāo)導(dǎo)航任務(wù)1

分析中壓系統(tǒng)保護配置實例任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖任務(wù)3排查中壓系統(tǒng)故障作為一名城軌變電所值班員，你需要了解該變電所中壓系統(tǒng)的保護配置，掌握各保護的特點。這樣，當(dāng)發(fā)生中壓系統(tǒng)故障時，才能有的放矢，快速排查故障，恢復(fù)供電。

你能清楚地說明你所在的變電所中壓系統(tǒng)的保護配置情況嗎?這些保護的工作原理、接線方式及保護范圍又是什么呢?本次任務(wù)我們將通過城市軌道交通某變電所一個保護配

置的實例，學(xué)習(xí)中壓系統(tǒng)保護的配置。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例任務(wù)描述電流保護是當(dāng)線路發(fā)生故障時反應(yīng)電流上升超過定值而動作的保護裝置。１.電流保護的接線方式（1）三相完全星形接線（2）兩相兩繼電器不完全星形接線（3）兩相三繼電器不完全星形接線任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例一、電流保護2.瞬時電流速斷保護（1）定義：反應(yīng)電流增大而瞬時切除故障的電流保護。其不設(shè)時間元件,動作時間是保護裝置固有動作時限。（2）保護原理：任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（3）動作電流的整定：為了保證瞬時電流速斷保護的選擇性,保護裝置的動作電流應(yīng)按躲開下一條線路出口短路時通過保護的最大短路電流(最大運行下的三相短路電流)進行整定。（4）保護范圍：①瞬時電流速斷保護作為線路主保護的保護范圍。

在最大運行方式下三相短路時,保護范圍最大,其值為Lmax,一般為本線路全長的80%~85%;在最小運行方式下兩相短路時,保護范圍最小,其值為Lmin,但最小保護范圍不能小于本線路全長的15%~20%,否則將失去應(yīng)用價值。②瞬時電流速斷保護作為變壓器主保護的保護范圍

保護范圍:從保護安裝處的電流互感器一次側(cè)→變壓器高壓套管引出線→變壓器原邊繞組,若短路電流大,有可能保護到變壓器次邊部分繞組任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（5）特點：瞬時電流速斷保護主要優(yōu)點是簡單可靠、動作迅速,因而得到了廣泛的應(yīng)用。缺點是不可能保護本線路的全長,且保護范圍直接受運行方式變化和線路結(jié)構(gòu)變化的影響,當(dāng)系統(tǒng)運行方式變化很大或被保護線路很短時甚至不起保護作用任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例3.限時電流速斷保護（1）定義：由于有選擇性的瞬時電流速斷保護不能保護本線路的全長,因此必須考慮增加一段帶時限的保護,用于切除本線路上瞬時電流速斷保護范圍以外的故障,同時也作為速斷保護的后備保護,這就是限時電流速斷保護。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（2）保護原理：對限時電流速斷保護的要求,首先是在任何情況下能保護本線路的全長,并且具有足夠的靈敏度;其次是在滿足上述要求的前提下,力求具有最小的動作時限;在下一條線路短路時保證下一條線路保護優(yōu)先切除故障,滿足選擇性要求。（3）保護范圍：限時電流速斷保護的保護范圍應(yīng)為本線路的全長,其保護范圍必然要延伸到相鄰線路的一部分。（4）動作電流的整定：保護裝置的動作電流應(yīng)按躲過相鄰線路瞬時電流速斷的動作電流來整定。（5）動作時限的整定：限時速斷的動作時限整定應(yīng)比下一線路電流速斷保護的動作時限延長一個時間Δt（6）特點：限時電流速斷保護的結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠,能保護本條線路全長,但不能作為相鄰線路(下一條線路)的后備保護(有時只能對相鄰元件的一部分起后備保護作用)。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例4.定時限過電流保護（1）定義：定時限過電流保護(簡稱過電流保護),它是指動作電流按躲過線路最大負(fù)荷電流整定,并以時限保證動作的選擇性。它不僅能保護本線路的全長,還能保護相鄰線路的全長。不僅可作為本線路的近后備保護,還可以作相鄰線路的遠后備保護。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（2）保護原理：正常運行時線路流過負(fù)荷電流時,保護不能動作。當(dāng)線路發(fā)生故障時,保護啟動,經(jīng)過保證選擇性的延時動作后將故障切除。（3）動作電流的整定：過電流保護動作電流的整定,要考慮可靠性原則,即只在線路存在短路故障的情況下保護裝置才動作。

任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（6）特點：定時限過電流結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,對單側(cè)電源的放射型電網(wǎng)能保證有選擇性的動作。其不僅能作本線路的近后備,而且能作為下一條線路的遠后備。在放射型電網(wǎng)中獲得廣泛的應(yīng)用,一般在35kV及以下的網(wǎng)絡(luò)中作為主保護。定時限過流保護的主要缺點是越靠近電源端其動作時限越大,對靠近電源端的故障不能快速切除。5.三段式電流保護

瞬時電流速斷保護、限時電流速斷保護和定時限過電流保護都是反映電流增大而動作的保護。瞬時電流速斷保護是按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定,它無延時動作,不能保護本線路全長；限時電流速斷保護是按照躲開下一條線路電流速斷保護的最大動作范圍來整定,它雖能保護本線路全長,卻不能作為下一條線路的后備保護；而定時限過電流保護則是按照躲開本線路最大負(fù)荷電流來整定,可作為本線路及下一條線路的后備保護,但動作時間長。

為保證迅速、可靠而又選擇性地切除故障,可將這三種電流保護,根據(jù)需要組合在一起構(gòu)成一整套保護,稱為三段式電流保護。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例

圖2-8三段式電流保護的保護范圍和時限配合特性6.零序電流保護當(dāng)中性點直接接地系統(tǒng)(又稱大接地電流系統(tǒng))中發(fā)生接地短路時,將出現(xiàn)很大的零序電流,利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護,具有顯著的優(yōu)點。（1）零序電流的產(chǎn)生：任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例（2）零序電流保護的接線方式：任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例7.低電壓閉鎖過電流保護

在單純的電流保護中,靈敏度最高的就是定時限過電流保護,其動作值按照“躲開正常運行情況下的最大負(fù)荷電流”原則來整定。被保護對象如果是電動機,其啟動電流相當(dāng)大,按此原則計算出來的動作值也比較大,有可能出現(xiàn)靈敏度不滿足要求的情況?？梢岳么藭r設(shè)備上的電壓下降不多(不低于70%Ue)的特征構(gòu)成閉鎖條件,從而降低保護動作值,提高靈敏度。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例利用被保護對象上電壓突然增大使保護動作而構(gòu)成的保護裝置,稱為過電壓保護；利用被保護對象上電壓突然下降使保護動作而構(gòu)成的保護裝置,稱為低電壓保護。電壓速斷保護

線路發(fā)生相間短路故障時,總是伴隨有電流的增大和電壓的降低。能反應(yīng)電壓降低而動作的保護,稱為低電壓保護。當(dāng)發(fā)生故障時,電壓下降到一定數(shù)值后,能反應(yīng)電壓降低而瞬時動作切除故障的保護成為電壓速斷保護。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例二、電壓保護任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例電壓速斷保護單相原理接線圖

任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例電流閉鎖電壓速斷保護的單相式原理接線圖任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電壓保護任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例圖2-16絕緣監(jiān)察裝置接線圖輸電線縱聯(lián)差動保護

線路縱聯(lián)差動保護是利用比較被保護元件始末端電流大小和相位的原理來構(gòu)成輸電線路保護的。當(dāng)在被保護范圍內(nèi)任一點發(fā)生故障時,它都能瞬時切除故障。其保護范圍為兩側(cè)電流互感器之間一次回路各電氣元件。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例三、縱聯(lián)差動保護a)正常運行或外部故障情況b)內(nèi)部故障情況2.變壓器縱聯(lián)差動保護

變壓器縱聯(lián)差動保護主要是用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障,是變壓器的主保護。它反應(yīng)了被保護變壓器各端流入和流出電流的相量差。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例三、縱聯(lián)差動保護

備用電源自動投入裝置就是當(dāng)工作電源因故障斷開以后,能自動而迅速地將備用電源投入到工作中或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上去,從而使用戶不致于被停電的一種自動裝置,簡稱備自投。備用電源自投裝置的基本要求(1)備自投裝置必須在工作母線因某種原因失去電壓而閉鎖條件不成立的情況下動作。(2)備自投裝置應(yīng)該保證停電的時間盡可能短,使電動機的自啟動容易一些。(3)備自投裝置只應(yīng)動作一次。(4)備自投動作,自投于永久性故障的設(shè)備上,應(yīng)加速跳閘。新設(shè)備采用了母線檢測方法,判斷進線斷路器是否因故障跳閘,若是,備自投將被閉鎖,所以新設(shè)備此條不成立。(5)當(dāng)電壓互感器的熔斷器熔斷時,備自投不應(yīng)動作。(6)當(dāng)備用電源無電壓時,備自投不應(yīng)動作。(7)備自投裝置應(yīng)在工作電源確已斷開后,再將備用電源投入。(8)工作電源手動分閘時備自投不應(yīng)動作。(9)聯(lián)絡(luò)斷路器代替進線斷路器而進線又失壓時不允許備自投動作。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置2.城市軌道交通牽引變電所運行方式（1）地鐵牽引變電所正常運行方式變電所兩路進線分別帶10kV兩段母線全負(fù)荷運行(201、202合閘,245分閘)。（2）進線失壓備自投成功后的非正常運行方式①運行方式一：因某種原因Ⅰ段母線(4#母線)失電,經(jīng)一定延時201跳閘→備自投啟動→245自動合閘→4#、5#母線并列運行由2#進線供電。②運行方式二：因某種原因Ⅱ母線(即5#母線)失電,經(jīng)一定延時202跳閘→備自投啟動→245自動合閘→4#、5#母線并列運行由1#進線供電。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置3.備用電源自投裝置工作邏輯

備用電源自投工作邏輯是指,當(dāng)工作電源因故障斷開備用電源自投時,各開關(guān)的倒閘順序。

正常運行時,4#、5#母線都是分列運行,若某一側(cè)電源線路停電,對應(yīng)的線路和母線就會失壓,這種失壓信號是通過電壓互感器一次反應(yīng)到二次繼電保護裝置上的,而電壓互感器一次、二次回路斷線,反應(yīng)到繼電保護裝置上的現(xiàn)象也是失壓,為區(qū)分線路真正失壓和電壓互感器斷線,一般電壓回路的采樣都要經(jīng)兩個電壓互感器,繼電保護裝置要同時接到兩個電壓互感器失壓信息才判斷為進線失壓。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置（1）備自投動作必須具備的條件①備自投允許投入條件(簡稱備自投允許),只有滿足了允許條件后,備自投裝置才能進入充電準(zhǔn)備狀態(tài),充電準(zhǔn)備需要一定延時才能完成,所以備自投兩次動作的時間間隔不能少于10~15s。由這個時間來保證備自投只動作一次。因為第二次自投來不及充電。②備自投閉鎖條件,只要此條件中有一條成立,備自投就會被閉鎖。③備自投啟動條件。在滿足備自投啟動條件下,而閉鎖備自投條件無一條成立,備用電源自投才能啟動。只有滿足上面三條備自投才能出口動作。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置（1）備自投動作舉例①運行方式一a.允許備自投條件。（a）4#、5#母線均有三相電壓；（b）201、202在合閘位,245在分閘位。b.閉鎖備自投條件。若有下列情況之一必須閉鎖備自投:（a）手動分閘進線斷路器；（b）遙控分閘進線斷路器；（c）進線斷路器故障跳閘。c.備自投啟動條件。（a）1#線路失壓、4#母線失壓,它們的電壓<30%UN(由1PT、3PT測得)；（b）2#進線2PT三相電壓均高于70%UN、5#母線三相電壓均高于70%UN(由4PT測得)；（c）201、202在合閘位,245在分閘位。經(jīng)一定延時確認(rèn)后,進線斷路器201跳閘,啟動聯(lián)絡(luò)斷路器245合閘,4#、5#母線并聯(lián),由2#線路電源恢復(fù)供電,并保證不會向故障點反送電。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置（1）備自投動作舉例②運行方式二a.允許備自投條件:與運行方式一相同b.閉鎖備自投條件:與運行方式一相同c.備自投啟動邏輯（a）2#線路失壓、5#母線失壓,它們的電壓<30%UN(由2PT、4PT測得)。（b）1#線路三相電壓均高于70%UN、4#母線三相電壓均高于70%UN(由1PT、3PT測得)；（c）201、202在合閘位,245在分閘位。經(jīng)一定延時確認(rèn)后,進線斷路器202跳閘,由該開關(guān)的常閉接點啟動245開關(guān)合閘,4#、5#母線并聯(lián),由2#線路電源恢復(fù)供電,并保證不會向故障點反送電。若備自投不成功,相應(yīng)的開關(guān)應(yīng)不按時限,加速跳閘。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置（2）備自投動作必須具備的條件①備自投允許投入條件(簡稱備自投允許),只有滿足了允許條件后,備自投裝置才能進入充電準(zhǔn)備狀態(tài),充電準(zhǔn)備需要一定延時才能完成,所以備自投兩次動作的時間間隔不能少于10~15s。由這個時間來保證備自投只動作一次。因為第二次自投來不及充電。②備自投閉鎖條件,只要此條件中有一條成立,備自投就會被閉鎖。③備自投啟動條件。在滿足備自投啟動條件下,而閉鎖備自投條件無一條成立,備用電源自投才能啟動。只有滿足上面三條備自投才能出口動作。任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置4.備用電源自投邏輯框圖

任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例四、備用電源自動投入裝置1.主變電所保護配置2.電源開閉所保護配置

合環(huán)選跳保護：合環(huán)選跳是指在特殊情況下(例如當(dāng)上一級供電單位因檢修線路等情況停電時),進線開關(guān)和母線分段開關(guān)在倒閘切換過程中,為了不影響供電的連續(xù)性,當(dāng)兩個進線電源投入工作時,允許母線分段開關(guān)短時合閘,此時,兩個進線開關(guān)和母線分段開關(guān)處于選跳狀態(tài)。然后再將檢修段的電源停下,由另一路電源對Ⅰ、Ⅱ段母線并聯(lián)供電。3.牽引變電所保護配置

任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例五、中壓系統(tǒng)保護配置保護配置原則:a.提高供電的可靠性。b.提高保護的選擇性。c.開關(guān)拒動時可越級跳閘。d.在任何運行狀態(tài)下不能失去保護。e.實現(xiàn)故障的快速隔離與系統(tǒng)供電恢復(fù)。f.實現(xiàn)故障的快速隔離,優(yōu)先考慮距離故障點最近的電源恢復(fù)系統(tǒng)供電。

任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例六、典型中壓系統(tǒng)保護配置1.電源開閉所保護配置任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例六、典型中壓系統(tǒng)保護配置序號回路及調(diào)度號保護類型1進線201、202低壓閉鎖過流后加速保護零序過流保護過流保護失壓保護2聯(lián)絡(luò)饋線211、212213、221222、223過流保護零序過流保護失壓保護縱差保護3母線分段245過流保護合環(huán)選跳功能備用電源自投功能2.牽引變電所保護配置任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例六、典型中壓系統(tǒng)保護配置序號回路及調(diào)度號保護類型1進線201、202低壓閉鎖過流后加速保護零序過流保護縱差保護過流保護(后備保護)失壓保護2聯(lián)絡(luò)開關(guān)214、224過流保護零序過流保護失壓保護縱差保護3母線分段245過流保護備用電源自投功能4牽引變壓器饋線236、237速斷保護過流保護零序過流保護過負(fù)荷報警過溫報警超溫跳閘整流器一個硅元件故障報警整流器同臂兩個硅元件故障跳閘被直流設(shè)備框架泄漏保護聯(lián)跳3.降壓變電所保護配置任務(wù)1分析中壓系統(tǒng)保護配置實例六、典型中壓系統(tǒng)保護配置序號回路及調(diào)度號保護類型1進線201、202低壓閉鎖過流后加速保護零序過流保護縱差保護過流保護(后備保護)失壓保護2母線分段245過流保護備用電源自投功能3配電變壓器饋線231、241速斷保護過流保護零序過流保護過負(fù)荷報警過溫報警超溫跳閘電氣設(shè)備在運行中,經(jīng)常需要將設(shè)備從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài),在操作過程中由于某種原因誤操作時有發(fā)生。一旦發(fā)生誤操作,就會造成人員傷亡和設(shè)備的損壞。為保證工作人員的安全、保證電氣設(shè)備安全運行,開關(guān)設(shè)備都設(shè)置了聯(lián)鎖與閉鎖關(guān)系,避免即使在誤操作的情況下也不發(fā)生事故。電氣聯(lián)鎖是一種現(xiàn)場電氣聯(lián)鎖技術(shù)，是利用斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的輔助接點接入需閉鎖的隔離開關(guān)或接地刀閘等電動操作回路上，從而實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備之間的相互閉鎖。本次任務(wù),我們將對某地鐵中壓系統(tǒng)通過典型聯(lián)鎖、閉鎖邏輯圖的識讀,掌握中壓系統(tǒng)各設(shè)備開關(guān)、刀閘之間的聯(lián)鎖、閉鎖關(guān)系,為根據(jù)聯(lián)鎖閉鎖圖進行簡單的故障排查打好基礎(chǔ)。任務(wù)2

識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖任務(wù)描述(1)除電源站之外的進線斷路器與母線分段斷路器之間,設(shè)有“三選二”聯(lián)鎖控制,在任何情況下,兩個進線斷路器與母線分段斷路器之間,只允許有兩個斷路器在合閘位置,另一個斷路器則必須在分閘位置。(2)開閉所(電源站)的進線斷路器與母線分段斷路器之間在正常情況下,也設(shè)有“三選二”聯(lián)鎖控制；在特殊情況下(如檢修進線開關(guān)設(shè)備等),還設(shè)有合環(huán)選跳聯(lián)鎖控制方式。任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖一、進線斷路器與母線分段(聯(lián)絡(luò))斷路器之間的聯(lián)鎖控制1.交流10kV進線斷路器與進線隔離柜手車聯(lián)鎖關(guān)系和分合閘條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖2.母線聯(lián)絡(luò)斷路器與母線隔離手車聯(lián)鎖關(guān)系和分合閘條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖3.進線斷路器與聯(lián)絡(luò)斷路器之間聯(lián)鎖關(guān)系和分合閘條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖４.牽引變壓器交流１０ｋＶ側(cè)開關(guān)柜聯(lián)鎖聯(lián)跳關(guān)系任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖５.牽引變壓器１０ｋＶ側(cè)斷路器和直流７５０Ｖ總閘斷路器聯(lián)跳關(guān)系及分合閘條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖６.動力變壓器１０ｋＶ側(cè)開關(guān)柜聯(lián)鎖聯(lián)跳關(guān)系任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖7.交流10kV進線斷路器失壓條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖8.備自投母線聯(lián)絡(luò)斷路器合閘啟動條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖9.備自投母線聯(lián)絡(luò)斷路器閉鎖、允許和啟動條件任務(wù)2識讀中壓系統(tǒng)聯(lián)鎖閉鎖邏輯圖二、10kV開關(guān)柜聯(lián)鎖與閉鎖邏輯圖在城市軌道交通的運營中，中壓系統(tǒng)因雷、風(fēng)、雪等自然災(zāi)害以及遭受外力、環(huán)境污染、誤操作等原因常常會發(fā)生跳閘事故。

供電系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，作為一名值班員應(yīng)根據(jù)各種

現(xiàn)象迅速判斷故障位置、類型，及時向電調(diào)匯報，并經(jīng)電調(diào)允許后采取一系列的安全措施。否

則故障將進一步擴大，不僅會造成列車運營中斷?而且還會危及乘客生命安全和造成財產(chǎn)的

損失。所以，故障的排查尤為重要。如何將供電故障的影響降低到最小，作為值班員，

采取

準(zhǔn)確、合理、安全的處置方法，將是故障處理的關(guān)鍵?當(dāng)變電所中壓10kV系統(tǒng)某臺斷路器因事故跳閘，你應(yīng)如何處理呢?下面就讓我們一起來學(xué)習(xí)10kV系統(tǒng)的故障排查吧。任務(wù)3排查中壓系統(tǒng)故障任務(wù)描述任務(wù)3排查中壓系統(tǒng)故障一、故障排查的基本流程（1）先根據(jù)報文、光字牌、儀表等核查主模擬盤的開關(guān)位置變化。（2）向電調(diào)報告。電調(diào)你好,我是××變電所的值班員××,×