專利名稱：一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電 線路保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
地鐵供電系統(tǒng)是地鐵的動力來源，具有為牽引機(jī)車提供電能的作用，又有為車站 照明、通風(fēng)、電梯等動力機(jī)械設(shè)備提供電源和為通信、信號、防災(zāi)報警、人防工程等設(shè)備提供 電源的作用，是地鐵安全、可靠運行的重要保證。目前，城市電網(wǎng)對地鐵進(jìn)行供電的方式主要有三種，即集中供電方式、分散供電方 式和混合供電方式。集中供電方式時設(shè)置主變電所，引入來自城市電網(wǎng)的llOkV電源，通過 變壓器降壓至10kV/35kV;分散供電方式時，直接引入來自城市電網(wǎng)的10kV/35kV電源，并 設(shè)置多個開閉所；混合供電方式則為前兩種方式兼而有之。地鐵供電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形式主要 采用10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電模式，根據(jù)主變電所或電源開閉所來劃分不同的供電區(qū)，單一供 電區(qū)內(nèi)的多個牽引/降壓混合變電所和降壓變電所采用級聯(lián)的方式連接，這種級聯(lián)的變電 所一般可多達(dá)4個，不同的供電區(qū)還可通過末端變電所間的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行支援供電。當(dāng)?shù)罔F 變電所間的聯(lián)絡(luò)供電線路或變電所設(shè)備發(fā)生故障時，必須可靠、快速、有選擇性地切除故障 設(shè)備，否則可能損壞供電設(shè)備、延長停電時間、擴(kuò)大事故停電范圍，進(jìn)而導(dǎo)致地鐵列車的停 運，造成重大的社會影響。為了便于分析，下面將主變電所或開閉所統(tǒng)稱為主變電所，將牽 引/降壓混合變電所和降壓變電所統(tǒng)稱為變電所。在10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電模式中，各變電所之間的距離比較短，當(dāng)級聯(lián)4個變電所時 的供電距離也只有5km左右，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，故障電流比較大，且各變電所通過的電流 基本相等，對保護(hù)配置及整定造成一定的困難。因此，聯(lián)絡(luò)供電線路現(xiàn)在通常設(shè)置光纖電流 差動保護(hù)作為主保護(hù)，設(shè)置電流保護(hù)作為后備保護(hù)。在電流保護(hù)的配置中，目前還存在的以 下問題問題1、當(dāng)采用集中供電方式時，為滿足保護(hù)的選擇性要求，電流保護(hù)只能按時間 級差進(jìn)行配合，當(dāng)級聯(lián)的變電所比較多時，電源處的電流保護(hù)動作時間定值可能達(dá)到2s以 上。這樣，當(dāng)靠近電源處的變電所饋線短路而饋線開關(guān)拒動時、變電所母線短路或聯(lián)絡(luò)線短 路而光纖縱差保護(hù)拒動時，電流保護(hù)的動作時間很長，無法快速切除故障，易引發(fā)供電設(shè)備 損壞、母線扭曲、開關(guān)爆炸事故，并對主變壓器的短路沖擊加劇，影響整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定 運行。問題2、在某些主要采取分散供電方式的城市，電力供電部門給地鐵供電系統(tǒng)允許 的電流保護(hù)動作時限很短，可能只有0. 5s，這樣電流保護(hù)無法按時間級差進(jìn)行配合，使電流 保護(hù)失去選擇性，當(dāng)上述故障發(fā)生時，將有多個變電所同時跳閘，導(dǎo)致擴(kuò)大事故停電范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上電流保護(hù)方案中的缺陷，提出了一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，包括以下步驟步驟1 聯(lián)絡(luò)線斷路器均配置電流保護(hù)裝置，分別采集母線電壓和線路電流；步驟2 相鄰所之間鋪設(shè)光纖通道，并與電流保護(hù)裝置連接；步驟3 變電所同一母線上的進(jìn)、出線保護(hù)裝置各自送出一對閉鎖接點，并作為另 一臺保護(hù)裝置的開入。步驟4 聯(lián)絡(luò)線斷路器保護(hù)裝置設(shè)置兩段過電流保護(hù)，其中I段為指向線路的方向 過電流保護(hù)，II段為指向母線的方向過電流保護(hù)，均配置兩個動作時限，第一時限為瞬時時 限，第二時限為固定時限t。當(dāng)I段第一時限動作時，保護(hù)裝置將啟動繼電器，并給出一對閉鎖接點，送到同母 線的另一臺保護(hù)裝置作為開入；該裝置收到閉鎖信號后自動將自己的II段第二時限t抬升 At 至 t+A to當(dāng)II段第一時限動作時，保護(hù)裝置將通過光纖通道，傳送出閉鎖信號；光纖通道 對側(cè)的保護(hù)裝置收到閉鎖信號后，自動將自己的I段第二時限t抬升A t至t+ A t。步驟5 通過以上步驟，當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電線路發(fā)生短路故障時，只有最靠近故障位置的 保護(hù)裝置的過電流動作時限仍為t，而其上級各保護(hù)裝置的過電流動作時限均為t+At，因 此只有最靠近故障位置的保護(hù)裝置跳間，而其上級各保護(hù)裝置在跳間后各自啟動返回，不 會跳閘。通過以上分析，此方案只要合理地選擇電流保護(hù)動作時限的t和At的數(shù)值，就可 以很好地解決問題1和問題2。另外，當(dāng)支援供電時，潮流方向可能相反，上述方案的保護(hù)裝 置也一樣可以準(zhǔn)確動作，并不需要臨時調(diào)整保護(hù)裝置的定值設(shè)置。本發(fā)明的有益效果是通過對10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路斷路器保護(hù)功能的重構(gòu)及 定值整定的重新配置，提供了一種簡單、方便、適用性強(qiáng)的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保 護(hù)方案。如果將該方案中電流保護(hù)裝置與光纖電流縱差保護(hù)裝置結(jié)合在一起，直接利用其 光纖通道傳送閉鎖信息，實際使用時則可以取消單獨的電流保護(hù)裝置和單獨的光纖通道， 將大大節(jié)省建設(shè)投資，因此該技術(shù)方案具有廣闊的應(yīng)用前景。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體實施方 式并不限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。


圖1是地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)時限配合圖。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實施例方式一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，該方法包括步驟聯(lián)絡(luò)線 斷路器均配置電流保護(hù)裝置，分別采集母線電壓和線路電流；相鄰所之間鋪設(shè)光纖通道，并 與電流保護(hù)裝置連接；變電所同一母線上的進(jìn)、出線保護(hù)裝置各自送出一對閉鎖接點，并作 為另一臺保護(hù)裝置的開入。聯(lián)絡(luò)線斷路器保護(hù)裝置設(shè)置兩段過電流保護(hù)，其中I段為指向 線路的方向過電流保護(hù)，II段為指向母線的方向過電流保護(hù)，均配置兩個動作時限，第一時 限為瞬時時限，第二時限為固定時限t。當(dāng)I段第一時限動作時，保護(hù)裝置將啟動繼電器，并 給出一對閉鎖接點，送到同母線的另一臺保護(hù)裝置作為開入；該裝置收到閉鎖信號后自動將自己的II段第二時限t抬升A t至t+ A t。當(dāng)II段第一時限動作時，保護(hù)裝置將通過光 纖通道，傳送出閉鎖信號；光纖通道對側(cè)的保護(hù)裝置收到閉鎖信號后，自動將自己的I段第 二時限t抬升At至t+At。通過以上步驟，當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電線路發(fā)生短路故障時，只有最靠近 故障位置的保護(hù)裝置的過電流動作時限仍為t，而其上級各保護(hù)裝置的過電流動作時限均 為t+At，因此只有最靠近故障位置的保護(hù)裝置跳閘，而其上級各保護(hù)裝置在跳閘后各自啟 動返回，不會跳閘。通過以上分析，此方案只要合理地選擇電流保護(hù)動作時限的t和At的 數(shù)值，就可以很好地解決問題1和問題2。另外，當(dāng)支援供電時，潮流方向可能相反，上述方 案的保護(hù)裝置也一樣可以準(zhǔn)確動作，并不需要臨時調(diào)整保護(hù)裝置的定值設(shè)置。參照附圖1所示，1DL 8DL為聯(lián)絡(luò)線斷路器，9DL 11DL為牽引/降壓變電所饋 線斷路器。正常運行時由主變電所1供電，斷路器7DL打開；當(dāng)主變電所1解列時，合上斷路 器7DL，由主變電所2支援供電。以正常運行方式為例，聯(lián)絡(luò)線斷路器1DL 8DL均按上述 步驟配置電流保護(hù)裝置，設(shè)置過電流保護(hù)I段、II段動作時限t和抬升時間A t均為0. 2s, 饋線斷路器9DL 11DL保護(hù)裝置過電流保護(hù)動作時限均為0s。當(dāng)D4點母線短路時，斷路器1DL 6DL的電流保護(hù)裝置均能感受到短路電流，其 中斷路器6DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)II段(指向母線)瞬時動作段動作后通過光纖通道 向斷路器5DL的保護(hù)裝置傳送閉鎖信號，斷路器5DL的保護(hù)裝置收到閉鎖信號后將其過電 流保護(hù)I段(指向線路)時限抬升至0. 4s ；斷路器5DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)I段(指向 線路)瞬時動作段動作后向斷路器4DL的保護(hù)裝置發(fā)出閉鎖接點信號，斷路器4DL的保護(hù) 裝置收到閉鎖接點信號后將其過電流保護(hù)II段(指向母線)時限抬升至0.4s。同理，斷 路器1DL 3DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)的動作時限將同時抬升至0. 4s，而斷路器6DL的保 護(hù)裝置過電流保護(hù)II段(指向母線)在故障過程中沒有收到斷路器7DL的保護(hù)裝置(該 裝置在D4點短路時不啟動)發(fā)送的閉鎖接點信號，其動作時限沒有抬升，仍以0. 2s時限跳 閘。當(dāng)斷路器6DL跳閘后，斷路器1DL 5DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)將都將隨故障電流消 失而自動返回不跳閘，這樣保證了 D4點母線短路時各保護(hù)裝置動作的選擇性，同時動作時 間也比較短。當(dāng)D6點聯(lián)絡(luò)線短路故障且電流縱差保護(hù)裝置拒動時，斷路器1DL 4DL的保護(hù)裝 置過電流保護(hù)動作時限都將同時抬升到0. 4s，而斷路器5DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)動作時 限仍為0.2s，將跳閘。當(dāng)D7點饋線短路故障且斷路器10DL拒動時，斷路器1DL 3DL的保護(hù)裝置過電 流保護(hù)動作時限都將同時抬升到0. 4s，而斷路器4DL的保護(hù)裝置過電流保護(hù)動作時限仍為 0. 2s，將跳閘。由于聯(lián)絡(luò)線斷路器過電流保護(hù)裝置均配置了兩段電流保護(hù)，并且保護(hù)的方向相 反，當(dāng)主變電所1解列，合上斷路器7DL，由主變電所2支援供電時，不需要調(diào)整各保護(hù)裝置 的定值，各保護(hù)裝置也能正確動作。通過上述對具體實施的分析可見，本方案中聯(lián)絡(luò)線路的電流保護(hù)整定工作簡單， 使用方便，既保證了保護(hù)的選擇性，也保證了保護(hù)的速動性。本方案適用性強(qiáng)，無論級聯(lián)多 少個變電所都適用。如果將該方案中電流保護(hù)裝置與光纖差動保護(hù)裝置結(jié)合在一起，直接 利用差動保護(hù)的光纖通道傳送閉鎖信息，實際使用時則可以取消單獨的電流保護(hù)裝置和單 獨的光纖通道，將大大節(jié)省建設(shè)投資，也方便了開關(guān)柜安裝。
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以上已以較佳實施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換 或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、聯(lián)絡(luò)線斷路器均配置電流保護(hù)裝置，分別采集母線電壓和線路電流；步驟2、相鄰所之間鋪設(shè)光纖通道，并與電流保護(hù)裝置連接；步驟3、變電所同一母線上的進(jìn)、出線保護(hù)裝置各自送出一對閉鎖接點，并作為另一臺保護(hù)裝置的開入；步驟4、聯(lián)絡(luò)線斷路器保護(hù)裝置設(shè)置兩段過電流保護(hù)，其中I段為指向線路的方向過電流保護(hù)，II段為指向母線的方向過電流保護(hù)，均配置兩個動作時限，第一時限為瞬時時限，第二時限為固定時限t；步驟5通過以上步驟，當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電線路發(fā)生短路故障時，只有最靠近故障位置的保護(hù)裝置的過電流動作時限仍為t，而其上級各保護(hù)裝置的過電流動作時限均為t+Δt，因此只有最靠近故障位置的保護(hù)裝置跳閘，而其上級各保護(hù)裝置在跳閘后各自啟動返回，不會跳閘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，其特征在 于所述步驟4中，當(dāng)I段第一時限動作時，保護(hù)裝置將啟動繼電器，并給出一對閉鎖接點，送到同母線的 另一臺保護(hù)裝置作為開入；該裝置收到閉鎖信號后自動將自己的II段第二時限t抬升A t 至 t+At。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，其特征在 于所述步驟4中，當(dāng)II段第一時限動作時，保護(hù)裝置將通過光纖通道，傳送出閉鎖信號；光纖通道對側(cè) 的保護(hù)裝置收到閉鎖信號后，自動將自己的I段第二時限t抬升A t至t+ A t。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)的方法，通過對10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路斷路器保護(hù)功能的重構(gòu)及定值整定的重新配置，可以很好地解決集中供電方式時電流保護(hù)的動作時間過長的問題，分散供電方式時電流保護(hù)選擇性問題，是一種簡單、方便、適用性強(qiáng)的地鐵10kV/35kV環(huán)網(wǎng)供電線路保護(hù)方案。
文檔編號H02H7/28GK101854057SQ20101019806
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者劉偉, 李鵬, 胡再超 申請人:南京國電南自軌道交通工程有限公司