直流牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定與保護(hù)邏輯的分析

崔煉

直流牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定與保護(hù)邏輯的分析

崔煉

（馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司，安徽馬鞍山243031）

南山礦業(yè)公司直流牽引接觸網(wǎng)投入運(yùn)行后部分參數(shù)及保護(hù)邏輯的設(shè)定與實(shí)際運(yùn)行發(fā)生沖突，對(duì)此進(jìn)行了分析研究，逐步調(diào)整了適合生產(chǎn)要求的保護(hù)定值和邏輯，提高了牽引接觸網(wǎng)供電的可靠性。

直流；牽引接觸網(wǎng)；保護(hù)定值；調(diào)整

1 引言

南山礦業(yè)直流牽引供電系統(tǒng)采用集中供電，設(shè)1座牽引變電站，站內(nèi)設(shè)有進(jìn)線柜5臺(tái)，饋電柜12臺(tái)，旁母柜1臺(tái)，負(fù)極柜3臺(tái)。牽引網(wǎng)采用直流1650 V架空接觸網(wǎng)，整流變采用6 kV/1320 V電壓等極，經(jīng)三相橋式整流輸出到進(jìn)線柜向母線供電。

由于缺少接觸網(wǎng)導(dǎo)體、機(jī)車和牽引網(wǎng)運(yùn)行方式等資料，繼電保護(hù)整定是以供電開關(guān)設(shè)備、我國地鐵資料及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整定的，在投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)有不少參數(shù)、保護(hù)邏輯不適合礦山牽引供電系統(tǒng)，極易引起大面積停電，影響礦山安全生產(chǎn)經(jīng)營。通過仔細(xì)分析研究，采取了幾個(gè)方面措施對(duì)保護(hù)邏輯及參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)工作達(dá)到較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

2 饋電柜與旁母柜邏輯聯(lián)鎖

因?yàn)橹荒苡幸慌_(tái)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(hù)實(shí)現(xiàn)，綜保的外部輸入邏輯接點(diǎn)K30/11-14取自環(huán)路控制。K30/11-14K只有在要旁路時(shí)才閉合（旁路繼路器閉合后，綜保閉鎖電纜隔離開關(guān)控制出口），饋電上的電纜隔離開關(guān)才能分合，當(dāng)饋電柜不旁路本柜供電電纜隔離開關(guān)不能實(shí)現(xiàn)操作（綜保無法取得外部信號(hào)），見示意圖1。

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

3 饋線保護(hù)參數(shù)調(diào)整

本站所有饋線保護(hù)采用意大利MS公司繼電器，該裝置配置了以下主要保護(hù)：過電流保護(hù)lis瞬動(dòng)保護(hù),d i/d t保護(hù)，lg框架接地保護(hù)，帶測(cè)合閘，與高速開關(guān)本體配合實(shí)現(xiàn)大電流脫扣保護(hù)等。

（1）過電流保護(hù)。在設(shè)備聯(lián)調(diào)時(shí)設(shè)計(jì)部門給的定值為4 kA，經(jīng)運(yùn)行時(shí)有觸網(wǎng)架空線燒斷現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)定值與線路載荷不能有效配合，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷將定值更改為2.8 kA，經(jīng)運(yùn)行此值比較適合現(xiàn)場(chǎng)情況，保證了生產(chǎn)順行和設(shè)備安全。

（2）第一級(jí)電流突變保護(hù)。這是一種快速切除近端接觸網(wǎng)短路故障保護(hù)，任何時(shí)候當(dāng)檢測(cè)到電流增長速率大于設(shè)定值DI，被記作電流ib1作為參考基準(zhǔn)估算突變電流，如果在tdi時(shí)間內(nèi)“d i/d t”的增長率一直高于設(shè)定的di值，而且時(shí)間已超過tdi，則當(dāng)tDi時(shí)間結(jié)束后，如果△I≥1DI，保護(hù)功能將跳閘。與延時(shí)時(shí)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(jīng)運(yùn)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(hù)。這是遠(yuǎn)端接觸網(wǎng)短路主保護(hù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，短路電流幅值通常小于負(fù)荷電流，斷路器本體保護(hù)不起作用，原先給定的值為△I=250 A/ms，當(dāng)遠(yuǎn)端發(fā)生短路時(shí)的短路電流要遠(yuǎn)小于250 A/ms，斷路器不能動(dòng)作，遂將定值改為45 A/ms。

電流增量和上升率保護(hù)是接觸網(wǎng)饋線的主保護(hù)，兩者既獨(dú)立又配合，其主要保護(hù)范圍是接觸網(wǎng)距變電站的近、中端，也能保護(hù)不在大電流脫扣保護(hù)范圍內(nèi)的較小的遠(yuǎn)端短路故障。

（4）直流高速開關(guān)本體大電流脫扣保護(hù)采用斷路器自帶保護(hù)，沒有延時(shí)，固有分閘時(shí)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(fù)荷下機(jī)車正常啟動(dòng)電流，小于近端最大短路電流，并與機(jī)保護(hù)配合。42#牽引變電站在投運(yùn)時(shí)由于不清楚每條單邊供電線路上最大有幾臺(tái)機(jī)車工作，機(jī)車的工作參數(shù)不詳，大電流脫扣保護(hù)整定為10 kA，運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)近端發(fā)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(guān)的最大允許電流，對(duì)斷路的觸頭損害巨大，遂將定值整定為8 kA，經(jīng)運(yùn)行對(duì)開關(guān)觸頭損傷較小，8 kA定值適合。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)來看，按月影響全礦直流系統(tǒng)不規(guī)則停電1.5 h估算，全年將造成18 h的停產(chǎn)，直接影響到全礦全年生產(chǎn)任務(wù)的完成。通過對(duì)系統(tǒng)參數(shù)及保護(hù)的調(diào)整，大大提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，減少了停產(chǎn)時(shí)間，經(jīng)3年來的使用情況統(tǒng)計(jì)，年平均不規(guī)則停電時(shí)間僅為3.6 h。

4 結(jié)束語

通過對(duì)礦山牽引供電的實(shí)際情況分析研究，逐步調(diào)整了適合我礦生產(chǎn)要求的保護(hù)定值和邏輯，減少了大面積停電事故的發(fā)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(yè)于馬鞍山聯(lián)合大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)設(shè)備管理工作。