轨道交通系列MOOCs课程
高速铁路牵引供电系统
——继电保护与故障测距
韩正庆副教授
西南交通大学 电气工程学院
—2015—
本章主要内容
1 继电保护的基本概念 2 对继电保护的要求 3 牵引网继电保护原理 4 高速铁路牵引网保护方案 5 牵引变压器主保护原理 6 牵引变压器后备保护原理 7 牵引网故障测距原理 8 高速铁路牵引网故障测距系统
I
I R1
R(钢轨)
IR2
IF
F(负馈线)
二次值

I
M

IM nCT

Z
M

nCT nVT
ZM
3.4 高速铁路牵引网保护方案
全并联AT供电牵引网故障特点
SS
1QF 上行
k1
2QF 下行
ATP 3QF
AT1
4QF
SP 5QF
AT2
6QF
全并联AT供电牵引网单线示意图
当第1个AT段牵引网发生故障时，存在多个供电支路向故 障点供电,需要变电所、AT所、分区所都跳闸才能实现故 障隔离。
3.4 高速铁路牵引网保护方案
变电所 1328 T1 R1 1249 F1
AT所
369
911
分区所
959
2922
1325 T2 R2
1181 F2
392
151
933
1030 Id IT I F
SS
第2个AT段故障： 流过变电所两馈线电流接近
2577
1QF 上行
ATP
k2
3QF
SP 5QF
542
2QF 下行
SP
213
5QF
AT2
6QF
3.4 高速铁路牵引网保护方案
全并联AT供电牵引网故障特点
SS
1QF 上行 2QF 下行
ATP
k2
3QF
AT1
4QF
SP 5QF
AT2
6QF
全并联AT供电牵引网单线示意图
当第2个AT段牵引网发生故障时，存在多个供电支路向故 障点供电,需要变电所、AT所、分区所都跳闸才能实现故 障隔离。
3.4 高速铁路牵引网保护方案
自耦变压器（AT）电流分布

IT

UT IR

UF IF


IT



IF

1 2 IR


IT


IF


IR
3.4 高速铁路牵引网保护方案
AT供电牵引网故障电流分布
I
2
IT1
x
I R1
I
2
IF
IT 2 I IR2
D
D
L
单线AT牵引网电流分布示意图

IT
1

IT 2

I
IT 2 IF
IT1 IF I
T(接触线) R(钢轨) F(负馈线)
3.4 高速铁路牵引网保护方案
互感器接线方式
IT
UT
UF
IF
一次值
IM IT IF
ZM

UT IT IF
或
ZM
UT IT
UF IF
IT1
IT 2
T(接触线)
3.4 高速铁路牵引网保护方案
变电所
T1 1101
R1 F1
2333
AT所
860
2742
分区所
241
454
T2
265
52
SS
Id IT IF
第1个AT段故障： 流过分区所并联支路电流小
3434
1QF 上行
ATP
k1
3QF
1882 AT1
2095
4QF
故障隔离过程
快速跳闸
失压解列
供电重构
牵引变电所
Z< 1QF 2QF Z<
I>
I>
△I>
△I>
AR
AR
AT所
3QF
U< AR
4QF
U< AR
分区所
通电-无电--
5QF
U< AR
6QF
U< AR
上行 下行
Z<为距离保护；I>过电流保护；ΔI为电流增量保护；U<为低压保护；AR为自动重合闸
谢 谢！
AT1 1963
AT2
2506
4QF
6QF
2QF 下行
3.4 高速铁路牵引网保护方案
保护配置方案
全并联AT供电牵引网典型保护配置表
保护元件
时限（单位：s）
断路器 距离保护 过电流保护 电流增量 失压保护 重合闸
变电所
0.1
0.1
0.4
/
2
AT所
/
/
/
0.7
3检
分区所
/
/
/
0.7
4有
压
3.4 高速铁路牵引网保护方案