1引言
微機(jī)型繼電保護(hù)在電氣化鐵路得到了廣泛的推廣應(yīng)用,基于總結(jié)過(guò)去、發(fā)展未來(lái)的理念,本文針對(duì)目前電鐵微機(jī)型繼電保護(hù)的使用和新產(chǎn)品的研制提出了一些值得注意的問(wèn)題,以引起設(shè)計(jì)、研制人員注意,在實(shí)際工作中給予改進(jìn)與提高。
2過(guò)去工作的簡(jiǎn)單總結(jié)
電氣化鐵道饋線保護(hù)裝置因牽引網(wǎng)和牽引負(fù)荷的特殊性,與電力系統(tǒng)的線路保護(hù)相比較有許多特點(diǎn)。主要要求:對(duì)牽引負(fù)荷電流中的高次諧波不敏感,對(duì)機(jī)車(chē)通過(guò)電分相引起的激磁涌流不敏感,對(duì)運(yùn)行方式改變的適應(yīng)性,對(duì)最大負(fù)荷電流和最小短路電流的選擇性,電力機(jī)車(chē)上并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置投切引起保護(hù)誤動(dòng),串聯(lián)電容補(bǔ)償引起的保護(hù)死區(qū)。這些特殊性在目前研制的各種微機(jī)保護(hù)中都給予了足夠的重視,從保護(hù)原理上得到了解決,例如,采用綜合諧波含量為控制量的三段自適應(yīng)阻抗保護(hù)和電流增量保護(hù)。
2.2關(guān)于變壓器保護(hù)
針對(duì)牽引變壓器形式多樣的特點(diǎn),例如:?jiǎn)蜗嘧儔浩?、單相變壓器V/V接線、YN,d11變壓器、阻抗匹配平衡變壓器,研制了具有廣泛適用性的微機(jī)保護(hù)裝置,通過(guò)改變控制字或?qū)⒆儔浩黝?lèi)型作為一個(gè)整定值達(dá)到適用不同牽引變壓器的目的。
2.3關(guān)于并補(bǔ)保護(hù)
研制了適用于電氣化鐵道并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的微機(jī)保護(hù),配備了文獻(xiàn)[1]要求的7種保護(hù),分別為:電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、差電流保護(hù)、差電壓保護(hù)、諧波過(guò)電流保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)
[b]3幾點(diǎn)問(wèn)題
[/b] 3.1微機(jī)型饋線保護(hù)
3.1.1變電所出口異相短路時(shí)保護(hù)拒動(dòng)
變電所出口處的電分相結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。當(dāng)電力機(jī)車(chē)通過(guò)變電所出口處的電分相時(shí),若按規(guī)程要求采取降弓運(yùn)行,造成變電所出口處發(fā)生異相短路的概率要小得多;若不降弓通過(guò)電分相,在接觸網(wǎng)工作電壓下,容易造成沿絕緣子表面放電而使A、B相間短路。變電所發(fā)生異相短路故障時(shí),故障狀態(tài)為電弧故障,故障電流富含諧波且數(shù)值較小,A、B相對(duì)地電壓下降很小,甚至不降反增,既有饋線保護(hù)原理不能很好保護(hù)到這種狀態(tài),文獻(xiàn)[2]對(duì)這種故障有詳細(xì)的分析,也提出了相應(yīng)的保護(hù)措施,總體上講,還沒(méi)有完全解決這種故障的保護(hù)問(wèn)題,有待進(jìn)一步研究。
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3.1.2AT牽引網(wǎng)斷線接地故障時(shí)保護(hù)拒動(dòng)
AT供電牽引網(wǎng)在重載和高速線路具有優(yōu)勢(shì),我國(guó)京秦、大秦、鄭武線都采用這種供電方式,復(fù)線牽引網(wǎng)示意圖如圖2所示。
由于正饋線F在兩桿塔之間無(wú)支撐,張力發(fā)生變化時(shí)容易引起斷線,發(fā)生斷線故障時(shí)可能出現(xiàn)一側(cè)接地、另一側(cè)懸空的情況。若電源側(cè)接地、非電源側(cè)懸空(如圖2中①),從變電所測(cè)量到的故障線路阻抗的表達(dá)式如式(1)所示。
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若非電源側(cè)接地、電源側(cè)懸空(如圖2中②),從變電所測(cè)量到的故障線路阻抗如式(2)所示。
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[font=宋體][/font]
式中,ZT、ZR、ZF、ZTR、ZFR、ZTF分別為接觸線(T)、鋼軌(R)和正饋線(F)的單位自阻抗及它們間的單位互阻抗;D表示發(fā)生斷線接地故障AT區(qū)段長(zhǎng)度;x表示端點(diǎn)距靠近電源側(cè)AT的距離;LA、LB表示上、下行供電臂的長(zhǎng)度。
根據(jù)文獻(xiàn)[3]的理論分析和文獻(xiàn)[4]的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道,當(dāng)發(fā)生正饋線斷線接地故障時(shí),常規(guī)原理的饋線保護(hù)往往拒動(dòng)。同時(shí),由于正饋線F架在路基外側(cè),斷線接地故障往往是過(guò)渡電阻較高的故障,更加劇了常規(guī)原理保護(hù)拒動(dòng)的可能性。雖然,目前微機(jī)型饋線保護(hù)中配置有自適應(yīng)的電流增量保護(hù),在一定程度上解決了發(fā)生這種故障拒動(dòng)的可能性,但仍然沒(méi)有從原理上根本解決問(wèn)題。
3.2微機(jī)型變壓器保護(hù)
3.2.1平衡變壓器差動(dòng)保護(hù)
Y/Δ接線阻抗匹配平衡變壓器和Y/A接線平衡變壓器的差動(dòng)保護(hù)可以采用兩繼電器方式,也可以采用三繼電器方式,經(jīng)過(guò)理論分析,采用三繼電器方式較采用兩繼電器方式具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn);采用三繼電器方式時(shí),為了克服圖3所示變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)高壓側(cè)區(qū)外故障差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng),在構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)時(shí),變壓器高壓側(cè)電流應(yīng)為線電流,即采用式(4)。
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3.2.2差動(dòng)動(dòng)作特性的選擇
牽引供電系統(tǒng)微機(jī)型變壓器差動(dòng)元件一般采用二段折線或三段折線的動(dòng)作特性,采用三段折線較兩段折線具有更高的靈敏度,對(duì)于保護(hù)繞阻匝間短路有利,因此推薦采用三段折線的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性。
3.3并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置保護(hù)
3.3.1多支路并補(bǔ)的差流保護(hù)
電氣化鐵道微機(jī)型并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置沒(méi)有考慮如圖4所示的多支路并聯(lián)補(bǔ)償裝置的投切對(duì)保護(hù)動(dòng)作性能的影響,亦即,目前,大多按3、5、7次補(bǔ)償支路全部投入運(yùn)行進(jìn)行整定計(jì)算,實(shí)際情況時(shí),3、5、7次支路的投退情況是經(jīng)常變化的,應(yīng)研究與研制對(duì)多支路并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置自動(dòng)投切具有自適應(yīng)性的微機(jī)保護(hù)裝置。
3.3.2電壓互感器的自動(dòng)調(diào)零
構(gòu)成電壓差的兩電壓互感器因特性不一,常規(guī)原理的電壓差動(dòng)保護(hù)采用輔助變換器進(jìn)行調(diào)零,微機(jī)保護(hù)應(yīng)利用軟件進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零。
4結(jié)論
本文先分析了目前電氣化鐵道微機(jī)保護(hù)的研制與推廣應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而根據(jù)電氣化鐵路的實(shí)際情況,指出了目前在保護(hù)原理方面存在的一些不足,希望能引起保護(hù)的設(shè)計(jì)與研究部門(mén)的重視。