城市轨道交通继电保护技术与测试课件：环网电缆保护测试

环网电缆保护测试RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUse环网电缆保护测试（1）RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUseRAILWAY保护配置01光纤纵联差动保护02电流加速段04CONTENT目录后备过流保护05线路断路器失灵保护06线路电流比较保护0301保护配置一、保护配置01保护类型主保护线路纵差动保护+数字通信电流保护（线路电流比较保护）后备保护（1）数字通信电流保护（电流加速段保护）（2）后备过流保护

①过电流保护

②零序电流保护（3）线路失灵保护

02保护应用（1）线路纵差动保护差动保护装置中，利用光纤连接环网相邻两所之间的出线和进线，根据同一时刻的本侧和对侧电流值各自计算差动电流并与整定值比较，一旦计算的差动电流超过定值，出口跳闸。保护实现方法一般在50ms内，可实现快速的保护动作。动作出口时间环网电缆线路的相间及接地故障的主保护之一。保护作用一、保护配置

02保护应用（2）线路电流比较保护环网电缆进出线柜的综合后备保护装置中，设置独立光纤，属于数字通信电流保护。用于光纤纵差动保护失效时。保护实现方法一般在150ms内，可实现快速的保护动作。动作出口时间环网电缆线路的相间及接地故障的主保护之二。保护作用一、保护配置

保护作用保护实现方法动作出口时间02保护应用（3）电流加速段保护环网电缆故障近后备保护。数字通信电流保护，设置在环网进出线柜综合后备保护装置中。以收到主保护光纤纵差动保护失效信号为前提，属于数字通信电流保护。为减小故障停电范围，保证保护选择性，电流加速段保护延时设置比后备过流保护延时短。一、保护配置02保护应用（4）后备过流保护

保护分类保护局限性保护作用长期投入的保护，环网电缆和35kV母线短路故障的终极后备保护。动作时间600-1200ms过流保护作为相间故障的后备保护；零序过流保护作为单相接地故障的后备保护。①在大分区供电方式的中压环网中，为满足电力系统要求，环网过流保护将无法实现逐级配合。②过流保护的时限配合关系受供电系统运行方式的影响。一、保护配置图1某分区环网柜过流整定值比较示意图02保护应用（4）后备过流保护一、保护配置（5）线路失灵保护环网电缆短路故障远后备。保护作用线路失灵保护动作，联跳对侧柜开关（本站同一段母线上的进线柜与出线柜互为对侧柜）切除故障，保障供电系统安全。保护实现方法02保护应用一、保护配置THANKSFOREVERYONE环网电缆保护测试（2）RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUseRAILWAY保护配置01光纤纵联差动保护02电流加速段04CONTENT目录后备过流保护05线路断路器失灵保护06线路电流比较保护0302光纤纵联差动保护01光纤纵联差动保护原理及应用01作用35KV进出线电缆主保护02基本原理基尔霍夫定律03优缺点具有保护范围广和良好的选择性、速动性、灵敏性等优点。差动保护对开关柜内故障无法保护。

属于数字通信过流保护作用35KV进出线电缆另一个主保护。采用原因（1）差动保护、定时限过流保护和零序电流保护在大分区中的局限性。（2)数字通信电流保护可以实现和纵差保护一样对保护装置之间的线路快速、有绝对选择性地保护，还能对装置间的设备，即开关柜和母线故障做到准确快速地判断，并使相应保护动作。同时，还具备下一级相邻元件的后备保护功能，并克服了过流保护的选择性与速动性之间的矛盾。02数字通信电流保护（线路电流比较保护）基本原理也称线路电流比较保护，是基于微机保护装置间的直接通信功能提出的一种新的保护方案。可以提供过流闭锁信号，同时能根据接收到的过流闭锁信号，进行逻辑计算，决定保护是否需要动作。

02数字通信电流保护（线路电流比较保护）基本原理利用保护装置上的光纤模块，通过独立光纤接线，在保护装置之间传递信息，实现信息共享，通过对保护装置进行逻辑编程，对地铁站内及站间保护装置的电流保护动作与否进行比选、逻辑判断，从而快速判别线路故障区段，实现对故障线路有选择性地快速切除。02数字通信电流保护（线路电流比较保护）保护判据设置于环网进出线综合后备保护装置P143中，主要判据：环网两侧只有一侧有故障电流。图1区间故障区段的判断02数字通信电流保护（线路电流比较保护）比较逻辑图2环网电缆线路电流比较保护逻辑图02数字通信电流保护（线路电流比较保护）保护逻辑（1）当本端过流保护起动或零序电流保护起动时，线路电流比较保护起动并将保护起动信号发给环网对端。在光纤通道正常的条件下，当本端线路比较保护起动，且未收到环网对端线路电流比较保护起动信号时，经过动作整定时间（一般可整定为150ms）延时，线路电流比较保护出口跳开本端断路器。（2）当本端过流保护或零序电流保护均未起动时，在光纤通道正常的条件下，当本端收到环网对端线路电流比较保护起动信号时，经过动作整定时间（一般可整定为150ms）延时后，线路电流比较保护出口跳开本端断路器。02数字通信电流保护（线路电流比较保护）故障分析02数字通信电流保护（线路电流比较保护）保护特点电流选跳保护方案是综合的系统保护方案，全线每个电流选跳保护装置均参与到系统的逻辑判断与保护中，从全局出发，对全线实现有选择性的快速主保护和后备保护。通信网络采用光纤作为信息传输通道，使得信号的抗干扰性和传输速度得到良好的保障。02数字通信电流保护（线路电流比较保护）保护特点这种保护配置通过所间传递的信息参与逻辑判断，通过通信和逻辑判断实现选择性跳闸，实现故障供电区段的快速切除的目的，而且不过多地占有保护时限。保护范围广，而且不需要逐级配合，同时兼顾选择性和速动性。和纵差保护不同，数字通信电流保护不仅能够作为快速的主保护，而且能兼做后备保护。无论中压环网的供电范围如何变化，保护均不受影响，无须调整环网保护的整定值。02数字通信电流保护（线路电流比较保护）THANKSFOREVERYONE环网电缆保护测试（3）RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUseRAILWAY保护配置01光纤纵联差动保护02数字通信电流保护（电流加速段）04CONTENT目录后备过流保护05线路断路器失灵保护06线路电流比较保护0304数字通信电流保护（电流加速段保护）03电流加速段保护作用近后备保护。原理保护位于35KV进出线柜综合后备保护装置。在主保护失效时（光纤纵差动保护装置（如P521）的通信通道发生故障、保护装置故障或失电），且过电流保护或零序过流保护起动时，综合后备保护装置中的电流加速段保护起动，经过设定的延时时间（为了保证选择性，整定时间一般设置为400ms），电流加速段保护出口，跳开本地断路器，及时切除故障。由于整定时间400ms大于线路电流比较保护的延时时间150ms，因此短路故障如果由线路电流比较保护切除后，则电流加速段保护返回。

保护逻辑

图1电流加速段保护逻辑图图中P521为差动保护装置，P143为综合后备保护装置，I>2电流加速段保护。电流加速段保护以判断主保护失效为前提，能够实现主保护失效情况下保护的选择性，该保护启动不闭锁其他开关保护动作、动作不联跳其他开关，属于数字通信电流保护。03电流加速段保护04后备过流保护（一）线路后备电流保护作用和分类作用35kV环网电缆后备过流保护属于长期投入的保护，它的动作时间设置比电流加速段保护长，可以看成环网电缆和35kV母线短路故障的终极后备保护。类型过电流保护零序电流保护04后备过流保护（二）后备电流保护特点保护特点长期投入的电流保护；其动作时间一般比电流加速段保护长；作为终极后备保护，环网分区内各站保护级差存在一定的局限性与不足；兼作母线故障的后备保护。04后备过流保护（三）后备电流保护原理保护原理当环网电缆故障，线路主保护失效，电流加速段保护起动且达到延时后仍未动作，故障电流持续存在且到达过电流保护延时定值后，跳断路器，切除故障。该保护起动不闭锁其他开关保护动作，动作不联跳其他开关。04后备过流保护THANKSFOREVERYONE35kV环网电缆保护（4）RAILWAYRelayProtectionTestingDeviceFunctionandUseRAILWAY保护配置01光纤纵联差动保护02电流加速段04CONTENT目录后备过流保护05线路断路器失灵保护06线路电流比较保护0306线路断路器失灵保护06线路断路器失灵保护失灵保护设置于35kV进出线柜对侧柜，作为35kV中压环网电缆的远后备保护。保护作用环网电缆故障，35kV进出线柜差动保护动作，当进出线开关拒动时，通过对进（出）线柜断路器失灵的判别，以较短的时限切除同一供电分区内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个环网的稳定运行。保护原理保护逻辑35kV线路断路器失灵保护逻辑条件：35kV进/出线开关线路差动保护动作；35kV进/出线柜断路器处于合位；

图135kV进出线柜线路断路器失灵保护逻辑图35kV进/出线柜隔离开关处于合位保护延时达到设定值（一般200ms）06线路断路器失灵保护35kV线路断路器失灵保护方案地铁中压网络三种运行方式正常运行方式非正常运行方式一单母线运行（母联开关合闸）非正常运行方式二反向供电方式（环网联络开关合闸）06线路断路器失灵保护

01正常供电方式下35kV环网电缆故障图1正常供电方式下35kV环网电缆故障分析图运行状态：正常。故障点：环网KA点。保护动作情况：35kV进线开关11、出线开关8的差动动作，开关8失灵，继电保护单元判断开关失灵后，线路失灵保护起动联跳对侧柜35kV进线开关7。06线路断路器失灵保护

02单母线运行供电方式下35kV环网电缆故障图2单母线运行供电方式下35kV环网电缆故障分析图系统运行状态：单母线运行方式（1分区B所处于单母线运行状态，进线开关5处于分闸状态，母联20合闸状态）。故障点：环网KB点。保护动作情况：35kV进线开关9、出线开关6的差动动作，开关6