直流牽引供電系統繼電保護整定與保護邏輯的分析

崔煉

直流牽引供電系統繼電保護整定與保護邏輯的分析

崔煉

（馬鋼集團南山礦業公司，安徽馬鞍山243031）

南山礦業公司直流牽引接觸網投入運行后部分參數及保護邏輯的設定與實際運行發生沖突，對此進行了分析研究，逐步調整了適合生產要求的保護定值和邏輯，提高了牽引接觸網供電的可靠性。

直流；牽引接觸網；保護定值；調整

1 引言

南山礦業直流牽引供電系統采用集中供電，設1座牽引變電站，站內設有進線柜5臺，饋電柜12臺，旁母柜1臺，負極柜3臺。牽引網采用直流1650 V架空接觸網，整流變采用6 kV/1320 V電壓等極，經三相橋式整流輸出到進線柜向母線供電。

由于缺少接觸網導體、機車和牽引網運行方式等資料，繼電保護整定是以供電開關設備、我國地鐵資料及相關經驗進行整定的，在投產后發現有不少參數、保護邏輯不適合礦山牽引供電系統，極易引起大面積停電，影響礦山安全生產經營。通過仔細分析研究，采取了幾個方面措施對保護邏輯及參數進行調整，使系統工作達到較為穩定的工作狀態。

2 饋電柜與旁母柜邏輯聯鎖

因為只能有一臺饋電與旁母柜配合旁路，其他饋電旁路回路閉鎖，邏輯是由U-MLES-SC綜合保護實現，綜保的外部輸入邏輯接點K30/11-14取自環路控制。K30/11-14K只有在要旁路時才閉合（旁路繼路器閉合后，綜保閉鎖電纜隔離開關控制出口），饋電上的電纜隔離開關才能分合，當饋電柜不旁路本柜供電電纜隔離開關不能實現操作（綜保無法取得外部信號），見示意圖1。

通過在K30/11-14上旁路Q2 61-62增加位置開關，解決了本柜饋電電纜隔離開關不能動作的問題，見圖1中方框。

3 饋線保護參數調整

本站所有饋線保護采用意大利MS公司繼電器，該裝置配置了以下主要保護：過電流保護lis瞬動保護,d i/d t保護，lg框架接地保護，帶測合閘，與高速開關本體配合實現大電流脫扣保護等。

（1）過電流保護。在設備聯調時設計部門給的定值為4 kA，經運行時有觸網架空線燒斷現象，發現定值與線路載荷不能有效配合，根據實際負荷將定值更改為2.8 kA，經運行此值比較適合現場情況，保證了生產順行和設備安全。

（2）第一級電流突變保護。這是一種快速切除近端接觸網短路故障保護，任何時候當檢測到電流增長速率大于設定值DI，被記作電流ib1作為參考基準估算突變電流，如果在tdi時間內“d i/d t”的增長率一直高于設定的di值，而且時間已超過tdi，則當tDi時間結束后，如果△I≥1DI，保護功能將跳閘。與延時時間，d i/d t電流上升率配合。原定值為Is=2 kA d i=25 A/ms，此值經運行證明比較合適。其原理詳見圖2。

（3）1d i/d t電流上升率保護。這是遠端接觸網短路主保護，當發生故障時，短路電流幅值通常小于負荷電流，斷路器本體保護不起作用，原先給定的值為△I=250 A/ms，當遠端發生短路時的短路電流要遠小于250 A/ms，斷路器不能動作，遂將定值改為45 A/ms。

電流增量和上升率保護是接觸網饋線的主保護，兩者既獨立又配合，其主要保護范圍是接觸網距變電站的近、中端，也能保護不在大電流脫扣保護范圍內的較小的遠端短路故障。

（4）直流高速開關本體大電流脫扣保護采用斷路器自帶保護，沒有延時，固有分閘時間＜3 ms，快速切除近端的金屬性短路故障。

整定范圍要大于最大負荷下機車正常啟動電流，小于近端最大短路電流，并與機保護配合。42#牽引變電站在投運時由于不清楚每條單邊供電線路上最大有幾臺機車工作，機車的工作參數不詳，大電流脫扣保護整定為10 kA，運行一段時間后發現，當近端發生短路金屬故障，斷路器切斷的短路電流非常巨大接近開關的最大允許電流，對斷路的觸頭損害巨大，遂將定值整定為8 kA，經運行對開關觸頭損傷較小，8 kA定值適合。

根據以往經驗來看，按月影響全礦直流系統不規則停電1.5 h估算，全年將造成18 h的停產，直接影響到全礦全年生產任務的完成。通過對系統參數及保護的調整，大大提高系統工作的穩定性，減少了停產時間，經3年來的使用情況統計，年平均不規則停電時間僅為3.6 h。

4 結束語

通過對礦山牽引供電的實際情況分析研究，逐步調整了適合我礦生產要求的保護定值和邏輯，減少了大面積停電事故的發生，提高了牽引供電的可靠性。

Analysis of Relay Protection Setting and Protection Logic for DC Traction Power Supply System

CUI Lian
(Nanshan Mining Company of Maanshan Iron and Steel Group,Maanshan,Anhui 243031,China)

After the DC traction contact network of Masteel Nanshan Mining Company was put into operation some of the parameter settings and protection logic conflicted with actual operation.Through analysis and study of the problem the protective settings and logic were gradually adjusted to suit production requirement,which has improved the reliability of power supply of the traction contact network.

DC;traction contact network;protection setting;adjustment

TM774

B

1006-6764(2015)01-0023-02

2014－09－25

崔煉（1969－），男，1991年畢業于馬鞍山聯合大學熱能動力專業，工程師，現從事生產設備管理工作。