直流牵引供电系统继电保护整定与保护逻辑的分析

崔炼

直流牵引供电系统继电保护整定与保护逻辑的分析

崔炼

（马钢集团南山矿业公司，安徽马鞍山243031）

南山矿业公司直流牵引接触网投入运行后部分参数及保护逻辑的设定与实际运行发生冲突，对此进行了分析研究，逐步调整了适合生产要求的保护定值和逻辑，提高了牵引接触网供电的可靠性。

直流；牵引接触网；保护定值；调整

1 引言

南山矿业直流牵引供电系统采用集中供电，设1座牵引变电站，站内设有进线柜5台，馈电柜12台，旁母柜1台，负极柜3台。牵引网采用直流1650 V架空接触网，整流变采用6 kV/1320 V电压等极，经三相桥式整流输出到进线柜向母线供电。

由于缺少接触网导体、机车和牵引网运行方式等资料，继电保护整定是以供电开关设备、我国地铁资料及相关经验进行整定的，在投产后发现有不少参数、保护逻辑不适合矿山牵引供电系统，极易引起大面积停电，影响矿山安全生产经营。通过仔细分析研究，采取了几个方面措施对保护逻辑及参数进行调整，使系统工作达到较为稳定的工作状态。

2 馈电柜与旁母柜逻辑联锁

因为只能有一台馈电与旁母柜配合旁路，其他馈电旁路回路闭锁，逻辑是由U-MLES-SC综合保护实现，综保的外部输入逻辑接点K30/11-14取自环路控制。K30/11-14K只有在要旁路时才闭合（旁路继路器闭合后，综保闭锁电缆隔离开关控制出口），馈电上的电缆隔离开关才能分合，当馈电柜不旁路本柜供电电缆隔离开关不能实现操作（综保无法取得外部信号），见示意图1。

通过在K30/11-14上旁路Q2 61-62增加位置开关，解决了本柜馈电电缆隔离开关不能动作的问题，见图1中方框。

3 馈线保护参数调整

本站所有馈线保护采用意大利MS公司继电器，该装置配置了以下主要保护：过电流保护lis瞬动保护,d i/d t保护，lg框架接地保护，带测合闸，与高速开关本体配合实现大电流脱扣保护等。

（1）过电流保护。在设备联调时设计部门给的定值为4 kA，经运行时有触网架空线烧断现象，发现定值与线路载荷不能有效配合，根据实际负荷将定值更改为2.8 kA，经运行此值比较适合现场情况，保证了生产顺行和设备安全。

（2）第一级电流突变保护。这是一种快速切除近端接触网短路故障保护，任何时候当检测到电流增长速率大于设定值DI，被记作电流ib1作为参考基准估算突变电流，如果在tdi时间内“d i/d t”的增长率一直高于设定的di值，而且时间已超过tdi，则当tDi时间结束后，如果△I≥1DI，保护功能将跳闸。与延时时间，d i/d t电流上升率配合。原定值为Is=2 kA d i=25 A/ms，此值经运行证明比较合适。其原理详见图2。

（3）1d i/d t电流上升率保护。这是远端接触网短路主保护，当发生故障时，短路电流幅值通常小于负荷电流，断路器本体保护不起作用，原先给定的值为△I=250 A/ms，当远端发生短路时的短路电流要远小于250 A/ms，断路器不能动作，遂将定值改为45 A/ms。

电流增量和上升率保护是接触网馈线的主保护，两者既独立又配合，其主要保护范围是接触网距变电站的近、中端，也能保护不在大电流脱扣保护范围内的较小的远端短路故障。

（4）直流高速开关本体大电流脱扣保护采用断路器自带保护，没有延时，固有分闸时间＜3 ms，快速切除近端的金属性短路故障。

整定范围要大于最大负荷下机车正常启动电流，小于近端最大短路电流，并与机保护配合。42#牵引变电站在投运时由于不清楚每条单边供电线路上最大有几台机车工作，机车的工作参数不详，大电流脱扣保护整定为10 kA，运行一段时间后发现，当近端发生短路金属故障，断路器切断的短路电流非常巨大接近开关的最大允许电流，对断路的触头损害巨大，遂将定值整定为8 kA，经运行对开关触头损伤较小，8 kA定值适合。

根据以往经验来看，按月影响全矿直流系统不规则停电1.5 h估算，全年将造成18 h的停产，直接影响到全矿全年生产任务的完成。通过对系统参数及保护的调整，大大提高系统工作的稳定性，减少了停产时间，经3年来的使用情况统计，年平均不规则停电时间仅为3.6 h。

4 结束语

通过对矿山牵引供电的实际情况分析研究，逐步调整了适合我矿生产要求的保护定值和逻辑，减少了大面积停电事故的发生，提高了牵引供电的可靠性。

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

崔炼（1969－），男，1991年毕业于马鞍山联合大学热能动力专业，工程师，现从事生产设备管理工作。