铁路牵引供电系统继电保护配置分析

1、摘要、八 刖言第1章绪论4第2章铁 路 牵 引 供 电 系 统 及 继 电 保 护 概述52.1 铁路牵引供电系统组成 62.1.1 牵引变电所、开闭所 72.1.2 牵引网、分区所、 AT所 82.2 继电保护装置 92.2.1 继电保护分类 102.2.2 对继电保护的基本要求 11第 3 章牵 引 变压器继 电保 护配置及分析 .113.1 牵引变压器的运行方式 123.1.1 空载合闸 123.1.2 短路故障 123.1.3 不正常运行状态 133.2 牵引变压器的保护 133.2.1 主保护 133.2.2 后备保护 143.2.3 辅助性保护 143.3 牵引变压器差动保护 15

2、3.3.1 单相变压器 153.3.2 Y/d11接线变压器 163.3.3 V/v 接线变压器 163.3.4 阻抗匹配平衡变压器 173.3.5 Scott接线变压器 183.3.6 V/x 接线变压器 193.3.7 自耦变压器 193.4 牵引变压器差动保护原理框图 20第4章AT供电方式继电保护配置及分析 224.1 铁路牵引供电方式 224.2 AT 供电方式继电保护配置及分析 224.2.1 AT供电方式的原理接线 224.2.2 AT供电方式的特点 234.2.3 AT供电方式牵引网保护配置 234.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 25总结和会27谢辞28参考献29AT供

3、电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术 与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。继电保 护配置一般规定，电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保 护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增 设辅助保护。继电保护的基本要求：可靠性、选择性、速动性、灵敏性。这四个 基本要求是评价和研究继电保护性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又 要根据被保护元件在供电系统中的作用，使这四个基本要求在所配置的保护中得 到统一。本文主要分析了铁路牵引供电系统里牵引变压器的继电保护配置和 电方式下继电保护配置。【关键词】

4、继电保护配置；铁路牵引供电系统；牵引变压器，AT供电、八 刖言目前，我国正在大规模进行客运专线建设，已开通约3oookm均采用电力牵引方式，相应对铁路供电系统继电保护可靠性和自动化水平都提出了更高要 求。在铁道部“引进、消化吸收、再创新”技术路线指导下，铁路供电保护专业 科研、设计、施工、运营、制造各单位密切合作，在保护原理、保护配置与整定 原则、功能设计与回路优化、调试方法与运营维护等方面都取得长足进步，完全实现了国产化并将对国外输出技术和产品。如今，随着材料、器件、制造技术等相关学科的发展，继电保护装置的结构、 形式和制造工艺也发生着巨大的变化，经历了机电式保护装置、静态继电保护装 置和数

5、字式继电保护装置三个发展阶段。第1章绪论我国铁路供电系统继电保护的技术发展是从 20世纪60年代我国开通了第一 条电气化铁路一一宝成铁路宝凤段，采用电磁型保护；70、80年代晶体管保护成为主流产品；90年代初西南交通大学、铁道科学研究院等研究机构与国内继 电保护主要企业合作，研制成功铁路微机系列保护并开始推广应用；2002年西南交通大学与相关设计、运行、制造单位开发第一套牵引变电所安全监控及综合 自动化系统，从秦沈客运专线起步，推动我国铁路供电系统保护进入无人值班的 变电所自动化时代。继电保护科学和技术是随着电力系统的发展而发展起来的。供电系统发生短路是不可避免的，伴随着短路，电流增大。为避免

6、发电机被烧坏，最早采用熔断 器串联于供电线路中，当发生短路时，短路电流首先熔断熔断器，断开短路的设 备，保护发电机，这种保护方式由于简单，时至今日仍广泛应用于10kv及以下的中低压线路和用电设备。随着电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容 量增大，电力网的接线日益复杂，于 1890年后出现了直接装于断路器上反应一 次电流的电磁型过电流继电器。20世纪初，继电器才广泛用于电力系统的保护， 被认为是继电保护技术发展的开端。第2章 铁路牵引供电系统及继电保护概述2.1 铁路牵引供电系统组成铁路牵引供电系统由牵引变电所、分区所和接触网等组成。牵引变电所内设备主要包括牵引变压器、断路器、电动及手动隔

7、离开关、避雷器、电压及电流互感器、二次保护系统、交直流电源系统等；接触网根据供电方式不同有 AT直供两类方式（BT已基本不用），其中AT接 触网由供电线、接触线、承力索、吊弦、正馈线、保护线组成。直供接触网由供 电线、接触线、承力索、吊弦、回流线组成。电力系统提供两路独立电源进线，由牵引变电所进行电能变换后送上牵引网， 供电力机车接受电能实现电力牵引，如图 2-1所示澈引供电系统小住国M域豎电讨戒峑电J江AH喘引变也网门ft#电线川址竝网sMil分KJShg电力机仁® w斤图2-1牵引供电系统示意图电力牵引的电流制先后出现了直流制、低频单相交流制，我国采用工频单相 交流制，常用牵引供

8、电方式有直接供电和 AT供电两种方式，其中的 AT供电方式 供电能力最强。2.1.1 牵引变电所、开闭所1. 牵引变电所牵引变电所的作用是将电力系统引入的110KV 220KV或其他电压等级三相交流电变换成27.5KV的单相交流电，通过牵引网的馈电线送至铁路沿线的接触网， 为电力机车供电。有少数牵引变电所还承担向铁路地区工农业用户的10KV动力负荷的特殊需求还常采用特殊结线变压器，如单相结线、V/V结线、斯科特结线、阻抗匹配平衡结线等变压器。2. 开闭所在电气化铁路枢纽地区，客运站、编组站和电力机车机务段等铁路设施较集 中的地方，由于站线延续长且股道数量多，接触网结构和配置复杂，客货运交会、

9、编组和电力机车整备作业繁忙，致使该地区牵引网发生故障的几率增多。为了保证枢纽供电的可靠性，缩小事故范围，一般将接触网横向分组及分区 供电。因此设置开闭所，由相邻两牵引变电所的牵引馈线经断路器1QF 2QF向它供电。通过开闭所的多路馈线和断路器3QF6QF向站场、电力机车机务段等牵引负荷供电，7QF 8QF为旁路断路器，如图2-2所示图2-2开闭所接线示意图2.1.2 牵引网、分区所、AT所1. 牵引网牵引网是由馈电线、接触网、回流线组成的双导线供电系统。牵引供电回路 是牵引变电所-馈电线一接触网一电力机车一钢轨和大地一回流线一牵引变电 所。接触网是悬挂于电气化铁道钢轨的上方并和钢轨顶面保持一定

10、距离的输电 网。电力机车的受电弓和接触网滑动接触，获取电能。我国接触网的额定电压是 27.5KV。由于接触网运行条件恶劣，且无法备用，因此接触网正常与否对电气化 铁路安全运行意义重大。馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，采用大截面的钢芯铝绞线或电缆。轨道在电气化区段除作为列车导轨之外，还是回流的导线，是牵引供电回路 的重要组成部分。回流线是连接钢轨和牵引变电所中牵引变压器接地相之间的导线。它的作用 是将轨道中的回流引入牵引变电所。2. 分区所为了增加供电的灵活性，在两个牵引变电所的供电区中间常增设分区所。分 区所如图2-3所示，断路器1QF 2QF正常工作时闭合，实现上、下行牵引网并联 运行

11、。隔离开关1QS 2QS在正常运行时断开，当相邻牵引变电所发生故障而不能 继续供电时，可以闭合1QS 2QS由非故障牵引变电所实现越区供电，使行车不至 中断。上行卜冇!图2-3 分区所主接线示意图3. AT 所采用AT供电方式时，在沿线间隔10KM左右设置一台自耦变压器，该设置处 所称作AT所。2.2 继电保护装置继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状 态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务简单说是： 故障时跳闸，不正常运行时发信号。一般继电保护装置是由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分 组成，如图2-4所示-跳闸或信号胡应輸人量图2

12、-4 继电保护装置的组成方框图1. 测量比较元件测量比较元件通过测量被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比 较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“ 0”、“1”性质的一组逻辑信号, 从而判断保护装置是否应该启动。根据需要，继电保护装置往往有一个或多个测 量比较元件。常用的测量比较元件有：被测电气量超过给定值动作的过量继电器， 如过电流继电器、过电压继电器等；被测电气量低于给定值动作的欠量继电器， 如低电压继电器、阻抗继电器等；被测电压、电流之间相位角满足一定值而动作 的功率方向继电器等。2. 逻辑判断元件逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间 等，使保护

13、装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使 断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。3，执行输出元件执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作221继电保护分类在一般情况下，发生短路之后，总是伴随有电流的增大、电压的降低、线路 始端测量阻抗的减少，以及电压与电流之间相位角的变化。因此，利用正常运行 与故障时这些基本参数的区别，就可以构成各种不同原理的保护。一般继电保护可以分为两类：第一类一利用比较正常运行与故障时电气参量（U、I、Z、f）的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护，例如反应于电流增大而

14、动作的过电流保护；反 应于电压降低而动作的低电压保护；反应于阻抗降低而动作的距离保护，反应于 频率降低而动作的低（或欠）频保护等。图2-5双侧电源网络接线第二类一首先规定两个前提：一个规定电流的正方向是从母线指向线路；第二个一定是双端电源。例如图2-5（a）（b）所示的双端电源接线。分析图2-5（a）（b）中BC线路靠近B母线侧电流的情况，我们发现在正常运行的负荷电流和故 障时的短路电流的相位发生了 180°的变化。因此利用比较正常运行（包括外部故 障）与内部故障时，两侧电流相位或功率方向的差别，就可以构成各种差动原理 的保护。例如纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护等。差动原理

15、的保护 只反应内部故障、不反应外部故障，因而被认为具有绝对的选择性。222 对继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速 动性、灵敏性和可靠性。1. 选择性定义：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系 统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运 行。原则：就近原则，即系统短路时，应由距离故障点最近的保护切除相应的断 路器。2. 速动性定义：所谓速动性，就是发生故障时，保护装置能迅速动作切除故障。对不同的电压等级要求不一样，对 110KV及以上的系统，保护装置和断路器 总的切故障时间为0.1秒，因此保护动作

16、时间只有几十个毫秒（一般30毫秒左右）， 而对于35KV及以下的系统，保护动作时间可以为 0.5秒。3. 灵敏性定义：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状 态的反应能力。其灵敏性有的保护是用保护范围来衡量，有的保护是用灵敏系数来衡量。4 、可靠性定义：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该 动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下， 则不应该误动作。简单说就是：该动的时候动，不该动的时候不动。该动的时候不动是属于拒 动，不该动的时候动了是属于误动。不管是拒动还是误动，都是不可靠。其中可 靠性是最重要的，选择性是关键，灵敏

17、性必须足够，速动性则应达到必要的程度。 我们所有的继电保护装置都是围绕这四个要求做文章。第3章 牵引变压器继电保护配置及分析3.1 牵引变压器的运行方式牵引变压器存在空载合闸、正常运行、短路故障、不正常运行几种状态。分析牵引变压器的运行状态是为了更好地研究继电保护装置的构成原理。3.1.1 空载合闸牵引变电所建成投运、变压器检修后投运及采用固定备用方式的运行变压器 故障后备用变压器的投入，均进行空载合闸。变压器空载合闸时，有如下特点：1. 产生较大的冲击性励磁电流，简称励磁涌流。励磁涌流只流过变压器电源 侧绕组。2. 励磁涌流的大小，与变压器合闸瞬时电源电压的初相角及铁芯中的剩磁大 小有关，严

18、重时可达变压器额定电流的 68倍。3. 励磁涌流波形的波宽较窄，且有很大的间断区（80电角度以上），并含有 大量的二次谐波电流分量和衰减性直流分量（非周期分量）。3.1.2 短路故障根据短路地点的不同，分为牵引变压器外部故障和牵引变压器内部故障，牵 引变压器内部故障又分为油箱内部短路故障和油箱外部套管及引出线上的短路故 障。当油箱内部出现各种类型的短路故障时，短路点处的高温电弧将会损坏线圈 的绝缘，也会使绝缘物剧烈气化，产生大量的瓦斯气体，造成油箱内压力剧增。油箱外部套管及引出线上的故障多为相间短路故障和单相接地短路故障。当 发生油箱外短路故障时，将导致供电电压的严重降低并导致变压器线圈的过热

19、，加速线圈绝缘老化。3.1.3 不正常运行状态包括变压器过负荷运行、变压器外部负荷侧短路故障引起的线圈过电流、油 箱严重漏油、变压器过热等。这些不正常运行状态的出现，将引起变压器线圈与 铁芯的过热，加速绝缘老化。3.2 牵引变压器的保护牵引变电所中，一般安装两台（或两组）牵引变压器。正常情况下，一台（或 一组）变压器运行，另一台（或一组）作为固定备用。牵引变压器是十分贵重的 供电设备，应配置完善的继电保护。牵引变压器一般应配置下列保护：（1）比率差动保护；（2）差动速断保护；（3）瓦斯保护；（4）低电压启动的过电流保护；（5）零序过电流保护；（6）低压侧过电压保护；（7）低压侧低电压保护；（8

20、）过负荷保护；（9）其他非电量保护。3.2.1 主保护牵引变压器的主要保护由瓦斯保护和差动保护构成，用于反应变压器上的短 路故障。瓦斯保护用于反应变压器油箱内部的短路故障；差动保护既能反应变压器油 箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线及母线上发生的短路故障。主保护为瞬时动作，且动作后变压器各侧断路器均跳闸，变压器退出运行。322后备保护牵引变压器后备保护分为以下两种：1. 过电流保护作为变压器短路故障的后备保护。当主要保护拒动时，由后备保护经一定延 时后动作，变压器退出运行。后备保护包括变压器110K V侧过电流保护和中性点零序过电流保护。110KV则过电流保护实际采用低电压起动的过电流保护，

21、以提高过电流保护的灵敏度。中性点零序过电流保护作为变压器高压侧接地短路故障及 相邻元件（110KV进线）接地短路故障的后备保护。2. 变压器外部短路故障的电流保护该保护设于变压器的27.5KV侧，作为27.5KV母线短路故障的保护和牵引网 短路故障的后备保护。为提高过电流保护的灵敏度，实际也采用低电压启动的过电流保护。需要指 出的是，当变压器外部发生短路故障时，主要保护是不动作的，若27.5KV侧低压起动过电流保护拒动，则可由 110K V侧低压起动过电流保护经延时后动作，变压 器退出运行。但故障影响范围扩大了。3.2.3 辅助性保护辅助性保护包括变压器的过负荷保护、过热保护和轻瓦斯保护。保护

22、动作后， 只发出相应的信号。过负荷保护用于监视变压器的过负荷运行，设于变压器的110K V侧两重负荷相上。过热保护用于监视变压器油箱内上层的油温。当油温超过允许值时，过热保 护动作，发出“变压器过热”信号。轻瓦斯保护用于反应变压器油箱内的轻微短路故障和油面的严重降低。由瓦 斯继电器的“轻瓦斯”接点实现。轻瓦斯保护动作后，发出“轻瓦斯动作”信号。3.3 差动保护牵引变压器的差动保护一般包括二次谐波闭锁的比率差动保护和差动速断保 护，可以保护变压器绕组、套管及引出线上的故障。牵引变电所中常用的牵引变压器类型有单相变压器、三相变压器、三相-两相变压器（如斯科特变压器、阻抗匹配平衡变压器等）。下面分别

23、介绍各种常用变 压器的差动保护接线。3.3.1 单相变压器双绕组单相变压器的高压侧绕组跨接于 110KV（或 220KV）的三相高压输电线的 两线上，取用线电压。低压侧绕组则一端联于牵引母线上，另一端联至钢轨，单行车。但是，这种牵引变压器对电力系统负序影响最大，一般仅适用于电力系统 比较发达的地方。我国秦沈线采用双绕组单相牵引变压器。332 Y/d11接线变压器Y/d11接线变压器的咼压侧绕组联结于 110KV （或220KV的三相咼压输电线 上，低压侧绕组的W相联至钢轨，U相和V相分别联于牵引变电所的a相和B相牵 引母线上，其差动保护接线如图 3-2所示。3图3-2 Y/d11接线变压器差动

24、保护接线 F *Y/d11接线变压器具有接线简单、技术成熟、原边中性点可接地等优点，我国 早期的牵引变电所应用范围较广。但由于其容量利用率低，新建变电所一般很少 采用。3.3.3 V/v接线变压器V/v接线，即用两台单相变压器联结成开口三角形。两台单相变压器的高压侧分别接入UW相与VW相,低压侧各取一端接到牵引变电所的 a相和B相牵引母线 上，另一端接到接地网和钢轨。如果将两台单相变压器的器身安装在同一油箱内， 且连接成V/v接线变压器。V/v接线变压器结构简单，两套绕组容量可分别配置。与Y/d11接线变压器相比提高了容量利用率，与单相变压器相比对电力系统的负序影响较少。V/v变压器的差动保护

25、接线图如图3-3所示图3-3 V/v接线变压器差动保护接线3.3.4 阻抗匹配平衡变压器阻抗匹配平衡变压器是我国自行发展研究的一种将三相对称系统变换为两相平衡供电系统的新型牵引变压器。阻抗匹配平衡变压器是在普通的丫/dll接线变压器的自由相上（V相）端部增加了两个绕组，并使其次边绕组阻抗 Zab=KZZc=KZca（KZ=.、3 1 ）的匹配原则而达到原边平衡的变压器。阻抗匹配平衡变压器具有较好的抑制负序电流对电力系统影响、高压侧中性点可以接地、容量利用率较高等优点，但其接线复杂，要满足阻抗匹配关系对制造及工艺要求较高。阻抗匹配平 衡变压器差动保护接线如图3-4所示。SX机-WS图3-4 阻抗

26、匹配平衡变压器差动保护接线3.3.5 Scott接线变压器Scott接线变压器差动保护接线如图3-5所示图3-5 Scott接线变压器差动保护接线 -T336 V/x 接线变压器将两台三绕组但想到变压器V接，就形成V/x接线变压器组。V/x变压器组具 有容量利用率高、两套绕组容量可分别配置、节省牵引变电所自耦变压器等优点， 已在我国的京津城际铁路上采用，并成为我国客运专线牵引变压器的主要选择方案之一。V/x接线变压器组差动保护接线如图3-6所示图3-6 V/x接线变压器组差动保护接线3.3.7 自耦变压器普速铁路AT供电系统中，自耦变压器一般只设瓦斯保护。但在客运专线供电系统中，自耦变压器也设

27、有差动保护，如图3-7所示。JzccJ-p -1图3-7自耦变压器差动保护接线3.4差动保护原理框图牵引变压器差动保护包括比率差动保护和差动速断保护。牵引变压器的比率差动保护一般采用二次谐波闭锁判据以防止励磁涌流引起L H1比弔規功的差动保护误动，并采用三相或门方案，其原理框图如图3-8所示。图3-8二次谐波闭锁的比率差动保护原理框图图3-8中，IdA2、I dB2、I dC2和 IdA1、I dB1、 IdC1 分别表示变压器UV、w相差动电流中的二次谐波电流和基波电流，©set为二次谐波闭锁系数整定值。差动速断保护的原理框图为图3-9所示信号图3-9 差动速断保护原理框图第4章A

28、T牵引供电继电保护配置及分析4.1 铁路牵引供电方式电气化铁道中主要有以下几种供电方式：1、直接供电方式；2、带架空回流线的直接供电方式，简称 DN方式；3、安装吸流变压器-回流线装置的供电方式，简称 BT供电方式；4、 在牵引供电系统中设置自耦变压器的供电方式，简称AT供电方式。不同的供电方式具有不同的特点，适用于不同的场合。直接供电方式、BT供电方式和AT供电方式下的牵引网保护配置基本相同。下面主要介绍 AT供电方式 下得牵引网保护配置。4.2 AT供电方式4.2.1 AT供电方式的原理接线AT 供电方式。AT供电方式又称自耦变压器供电方式。自耦变压器是一种电力 变压器，它与接触网、钢轨和

29、正馈线并联在一起。如图4-1所示图4-1 AT供电方式示意图AT方式与BT方式相比，在机车取流相同情况下，从变电所至最靠近机车的AT间，接触网与正馈线上电流只有机车电流的一半，对通信明线干扰将大大减弱 另外，在机车取流的两个 AT间的区段内，机车电流总是由左右两侧接触网双边供 给，方向相反，对通信明线的干扰互相抵消，因此具有更好的防护效果。随着铁路的提速，高速、大功率电力机车的不断投入运行，机车通过吸流变压器处的接触网分段时，产生很大的电弧，极易烧损机车受电弓滑板和接触线，且BT供电方式的单位牵引网阻抗大，造成很大的电压和电能损失。为此引入自耦变压器供电方式，即AT供电方式。422 AT供电方

30、式的特点AT供电方式提高了供电可靠性，具有以下特点：1. AT供电方式中的自耦变压器是并联连接在接触网和正馈线之间，与BT供电方式相比，提高了供电可靠性。2. 减少了为对通信线路的干扰。3. AT供电方式的馈电电压高，供电能力强，电压下降率小。4.2.3 AT 供电方式下牵引网保护配置AT牵引供电系统在单线运行方式、复线末端并联（中间不带开闭所）方式下的保护配置与直接供电方式、BT供电方式下的保护配置相同。1. 单线单边供电方式单线单边供电方式如图4-2所示，各牵引变电所的馈线在牵引网中没有电联 系，电力机车只从一个牵引变电所实行单边供电。图4-2单线单边供电方式示意图在单线单边供电方式下，牵

31、引变电所馈线一般配置距离I段保护、电流速断 保护、可选配电流增量保护2. 单线越区供电方式单线越区供电方式如图4-3所示，正常运行时，分区所 SP中的断路器3QF处 于分位，牵引变电所SS1向线路Li供电，牵引变电所SS2向线路L2供电。当牵引 变电所SS2由于故障退出运行时，则将分区所 SP中的断路器3QF闭合，由变电所 SS1通过分区所SP向线路L2越区供电。当牵引变电所 SS1故障退出运行时，则由 牵引变电所SS2通过分区所SP向线路Li越区供电。在单线越区供电方式下，分区所 SP处3QF的保护按单线单边供电方式配置。 牵引变电所SS1处1QF配置距离I段保护、距离U段保护、电流速断保护

32、， 可选配电流增量。距离保护作为主保护，电流速断保护和电流增量保护为辅助保 护。3. 复线供电方式在复线供电方式分为复线单边分别供电、复线单边并联供电、复线单边全并 联供电。为了减少牵引网正常运行时的电压降，增大线路容量，减少牵引网能耗。 目前在复线区段采用上行线路和下行线路在分区所并联的供电方式，即复线单边 并联供电，如图4-4所示。正常运行时，牵引变电所中1QF 2QF和分区所SP中复线供电方式下，牵引变电所SS中馈线断路器1QF和2QF配置距离I段保护、 距离U段保护、电流速断保护，可选配电流增量保护。424全并联AT供电方式随着我国高速铁路和重载铁路的快速发展，AT供电方式越发显示出较

33、其他供 电方式的优点，为进一步提高牵引网电压，减少牵引网电能损失，采用了牵引网 在AT所和分区所处进行上下行并联的接线方式，称为全并联 AT供电方式。我国 客运专线普遍采用全并联 AT供电方式。全并联AT供电方式简化示意如图4-5所 示。图4-5 全并联AT供电方式简化示意图图4-5中，AT所和分区所各设置2台自耦变压器，一台运行一台备用。AT所和分区所通过2台断路器实现上下行的并联。牵引变电所 SS中的1QF和2QF配置 距离I段保护、电流速断保护、电流增量保护和自动重合闸。其目的是：当牵引 网发生故障时，首先由牵引变电所中的1QF 2QF跳闸，停止向上下行供电臂供电。保护动作分析假设每个断

34、路器的动作时间为0.05s，故障发生时间设为Os。1. 上行供电臂发生永久性故障（如 k1、k2和、k5）时，牵引变电所、AT所和 分区所的保护动作如下： 0.1s时1QF 2QF跳闸； 0.65s 时 3QF 4QF 5QF 6QF 7QF 8QF跳闸； 2.1s时1QF重合闸失败、2QF重合闸成功； 3.65s时3QF不重合闸、4QF重合闸成功； 4.65s时5QF不重合闸、6QF重合闸成功； 5.65s时7QF不重合闸、8QF重合闸成功。因此，故障发生5.65s后上行供电臂停止供电，下行供电臂恢复供电。2. 上行供电臂发生瞬时性故障（如 k1、k3和k5）时牵引变电所、AT所和分 区所的

35、保护动作如下： 0.1s时1QF 2QF跳闸； 0.65s 时 3QF 4QF 5QF 6QF 7QF 8QF跳闸； 2.1s时1QF 2QF重合闸成功； 3.65s时3QF 4QF重合闸成功； 4.65s时5QF 6QF重合闸成功； 5.65s时7QF 8QF重合闸成功。因此，故障发生5.65s后上下行供电臂恢复供电。3. 下行供电臂发生永久性故障（如 k2、k4和k6）时，牵引变电所、AT所和 分区所的保护动作如下： 0.1s时1QF 2QF跳闸； 0.65s 时 3QF 4QF 5QF 6QF 7QF 8QF跳闸； 2.1s时1QF重合闸成功、2QF重合闸失败； 3.65s时3QF重合闸

36、成功、4QF不重合闸； 4.65s时5QF重合闸成功、6QF不重合闸； 5.65s时7QF重合闸成功、8QF不重合闸。因此，故障发生5.65s后上行供电臂恢复供电，下行供电臂停止供电。4. 下行供电臂发生瞬时性故障（如 k2、k4和k6）时牵引变电所、AT所和分 区所的保护动作如下： 0.1s时1QF 2QF跳闸； 0.65s 时 3QF 4QF 5QF 6QF 7QF 8QF跳闸； 2.1s时1QF 2QF重合闸成功； 3.65s时3QF 4QF重合闸成功； 4.65s时5QF 6QF重合闸成功； 5.65s时7QF 8QF重合闸成功。因此，故障发生5.65s后上下行供电臂恢复供电。5. AT所和分区所母线发生永久性故障（如 k7）时牵引变电所、AT所和分区所 的保护动作如下： 0.1s时1QF 2QF跳闸； 0.65s 时 3QF 4QF 5QF 6QF 7QF 8QF跳闸； 2.1s时1QF 2QF重合闸成功； 3.65s时3QF 4QF重合闸失败； 4.65s时5QF 6QF重合闸成功； 5.65s时7QF 8QF重合闸成功。因此，故障发生5.65s后，AT所1（ATP1 ）中的并联断路器3QF和 4QF打开， 上下行恢复供电。6. AT所和分区