城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法技术方案

本发明专利技术提供了城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，包括以下步骤：S1：确定多个保护装置之间的上下级配合关系；S2：确定下级保护装置的过电流保护的延迟时间t

【技术实现步骤摘要】
城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法


[0001]本专利技术属于城市轨道交通供电系统保护领域，特别涉及城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法。

技术介绍

[0002]系统配置的保护在技术上应满足四个基本要求：可靠性、灵敏性、选择性和速动性，即保护四性，该四性既相互联系，又存在着矛盾。上述四性满足与否、实现的程度是判断设计、配置和维护继电保护合理性的依据，又是分析评价继电保护的基础。在城市轨道交通供电系统中，由于变电所间距离仅为1
‑
3公里左右，导致环网电缆的长度都不长，线路首端和末端的短路电流差异不大。对于电流整定值按照躲开系统最大负荷电流的过电流保护而言，根本没有依靠电流整定值实现选择性的可能，依靠各自的延迟时间、在过电流保护之间形成必要的时间级差成为过电流保护实现选择性的唯一手段。
[0003]现有的城市轨道交通供电系统中，普遍采用统一的固定时间级差Δt实现过电流保护的选择性,时间级差Δt从早期的0.3s，减少到0.25s,甚至到0.15s。逐渐减小的时间级差，给保护选择性的实现带来了一定的隐患，也在一定程度上降低了系统的可靠性。
[0004]随着城市轨道交通供电系统大环网供电系统的逐渐推广，过电流保护选择性需要配合的级数随之增加，而电力系统提供外接电源的过电流保护延迟时间又没有据此增加，甚至还有减少的趋势。由此，过电流保护的时间级差又没有了增大的可能。
[0005]为此，针对上述矛盾亟需一种城市城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，既能保证过电流保护选择性的准确实现，又不会“浪费”有限的延迟时间。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，针对保护从启动到出口、直至断路器跳闸动作的全过程，提出能够可靠区分两个开关顺序动作的过电流保护延迟时间的最小的时间间隔。大大缓解了过电流保护最大延迟时间有限情况下级数受限的难题，同时为选择性的有效实施提供了理论依据。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，包括以下步骤：
[0008]S1：根据供电系统的结构和保护装置在供电系统中所处的位置确定多个保护装置之间的上下级配合关系；
[0009]S2：确定下级保护装置的过电流保护的延迟时间t
n
(s)；
[0010]S3：计算上级保护装置和下级保护装置之间的延迟时间的时间级差Δt；
[0011]Δt＝2
×
E
t
×
t
n
+t
r
+t
b
+t
s
[0012]其中，E
t
表示保护装置计时器的定时误差(％)，t
r
表示保护出口继电器的动作时间(s)，t
b
表示断路器全分断时间(s)，t
s
表示安全系数(s)；E
t
、t
r
、t
b
均为设备参数，由设备厂商提供。
[0013]S4：计算上级保护装置的过电流保护的延迟时间t
n+1
＝t
n
+Δt。
[0014]进一步的，上级保护装置对应一个下级保护装置时，t
n
为该下级保护装置的过电流保护的延迟时间；
[0015]上级保护装置对应同时启动的多个下级保护装置时，t
n
为延迟时间最长的下级保护装置的过电流保护的延迟时间；
[0016]上级保护装置对应顺序启动的多个下级保护装置时，t
n
为所有下级保护装置的过电流保护的延迟时间之和。
[0017]进一步的，步骤S3中，t
s
为0.05s
‑
0.1s。
[0018]工作原理：上下级保护装置在发生短路故障时，短路电流超过过电流设定值会同时启动。启动时保护装置计时器开始计时，达到各自的延迟时间后，保护装置出口，启动出口继电器，进而出口继电器驱动断路器跳闸，断路器全分断后完成故障切除。为了实现选择性，就应保证故障发生后由下级保护装置跳闸切除故障，而在此期间上级保护装置可以启动，但不应出口。因此上级保护装置的延迟时间就应该大于下级保护装置从启动到故障完全切除的时间，该时间除了包含下级保护装置的延迟时间，还要包含下级保护装置出口继电器动作时间、断路器全分断时间，还应考虑保护装置计时器在实现计时过程中的正负误差，再适当增加裕度。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：
[0020]1.本专利技术能够准确的计算出上下级保护装置之间的过电流保护延迟时间的时间级差，继而计算出上级保护装置的过电流保护的延迟时间，减少了工程中直接借鉴其它工程的盲目性。
[0021]2.本专利技术在未丧失保护选择性的基础上能够有效压缩过电流保护延时，解决与主所过电流保护接口配合的瓶颈问题。
[0022]3.本专利技术为过电流保护选择性奠定了理论基础。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例的双电源分列链式供电方案示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例的双电源并列环式供电方案示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例的环式供电分区进线与同时启动的下级保护装置的过电流时间配合的示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例的环式供电分区进线与顺序启动的下级保护装置的过电流时间配合的示意图。
具体实施方式
[0028]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。
[0029]实施例1
[0030]本专利技术的实施例提供了一种城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，如图1所示，其包括以下步骤：
[0031]S1：供电系统采用接入系统外部独立双路电源，环网供电、开环运行，供电分区拓扑结构为链式，即双电源分列链式供电方案，示意图如图2所示。环网开关的上下级关系根据电流方向，由上级至下级。
[0032]独立电源1供电对应的各个保护装置的上下级配合关系：A1
→
A2
→
B1
→
B2
→
C1；
[0033]独立电源2供电对应的各个保护装置的上下级配合关系：F1
→
F2
→
E1
→
E2
→
D1
→
D2。
[0034]S2：确定下级保护装置的过电流保护的延迟时间t
n
(s)。以独立电源1供电为例，其对应的各个保护装置中，保护装置C1处于最下级，其过电流保护的延时时间为t
c1
＝0.3s。
[0035]S3：计算上级保护装置和下级保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.城市轨道交通供电系统的过电流保护延迟时间计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定多个保护装置之间的上下级配合关系；S2：确定下级保护装置的过电流保护的延迟时间t
n
；S3：计算上级保护装置和下级保护装置之间的延迟时间的时间级差Δt；Δt＝2
×
E
t
×
t
n
+t
r
+t
b
+t
s
其中，E
t
表示保护装置计时器的定时误差，t
r
表示保护出口继电器的动作时间，t
b
表示断路器全分断时间，t
s
表示安全系数；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱华，尹超准，苏许俊，桑梓杰，吕文博，范巧莲，王龙，周云锋，王纯伟，沈菊，
申请(专利权)人：中铁电气化勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：