[实用新型]轨道交通线路的牵引变电站框架保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及轨道交通领域一种牵引变电站框架保护系统。

背景技术

当前，轨道交通已经成为解决大众城市交通拥堵问题的最佳方案，其中直流供电系统得到了越来越广泛地应用，其安全可靠运行是轨道交通运营关注的重点。

图1 显示了一个典型的牵引变电站的主接线图，所述牵引变电站用以将来自主变电站的交流35KV 中压电经整流机组降压整流形成直流1500V 电压，再经直流开关柜向接触网供电，从而为列车提供牵引动力。

每一个牵引变电站设置有框架保护，来应对其中直流设备的正极对机柜外壳（与大地相连），或接触网对架空地线短路时的情况。具体的框架保护范围是该牵引变电站中涉及的2台整流变开关111、112，2台整流变压器，2台整流器，2把正极闸刀2011、2012，2把负极闸刀2013、2014，4台直流开关（其中211、213供下行触网，212、214供上行触网）。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种能够可靠运行的框架保护系统，对牵引变电站内的直流系统短路故障进行检测，以及控制相应的开关及时跳闸，从而迅速切除、隔离故障点，减少故障影响范围，确保运营安全。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种轨道交通线路的牵引变电站框架保护系统，其包含：

电流检测元件，其与牵引变电站内将所有直流设备的外壳集中接地的分流器连接，来检测直流设备对外壳放电产生的漏电流；

控制器，其与所述电流检测元件信号连接并接收测得的漏电流，当漏电流超过门限值时，输出跳闸命令至相应的开关，以使本牵引变电站内的2台整流变开关跳闸，4台直流开关跳闸并闭锁，并使得左右相邻的牵引变电站中各自有2台向本区段供电的直流开关跳闸但不闭锁。

所述框架保护系统还进一步包含有电压检测元件，来检测直流设备的外壳与钢轨之间的电位差；

所述控制器也与该电压检测元件信号连接并接收测得的电位差，当电位差超过门限值时，输出跳闸命令至相应的开关，以使本牵引变电站内的2台整流变开关跳闸，且4台直流开关跳闸但不闭锁。

优选的实施例中，所述电流检测元件是在所述分流器上设置的一个隔离放大器，通过测量漏电流在该分流器两端产生的电压来实现检测；

所述电压检测元件是连接在直流设备的外壳与钢轨之间的另一个隔离放大器。

若所述牵引变电站内设置有检测钢轨与地之间电位差的钢轨电位限制装置，则所述框架保护系统的控制器根据电压检测元件测得的数据产生的跳闸命令中进一步包含使该跳闸命令能够延时输出的指令。

优选的实施例中，所述电流检测元件和电压检测元件，分别设置在牵引变电站的负极柜内。

在所述负极柜的面板表面上，设置有对电流检测和电压检测的门限值进行调节的按钮，以及进行人工复归的按钮。

在所述牵引变电站的整流变开关柜的面板上设置有继电保护装置，对整流变开关的跳闸进行显示；

在直流开关柜的面板上另外设置有继电保护装置，对直流开关的跳闸进行显示。

本实用新型所述牵引变电站的框架保护系统，其优点在于：通过设置电流检测和电压检测元件，分别检测设备对外壳放电时的漏电流及外壳与钢轨间的电位差，若测得的数值大于门限值时，控制器即产生跳闸命令，使相应的交流及直流开关断开，从而迅速切除故障点，确保设备安全。

附图说明

图1是一种典型的牵引变电站的主接线图；

图2是本实用新型所述牵引变电站框架保护系统的结构示意图；

图3是本实用新型所述牵引变电站框架保护系统的工作流程示意图。

具体实施方式

如图2所示，交流35KV母线通过整流变开关41连接至每个牵引变电站的整流变压器42；牵引变电站中还将所有整流器、直流开关柜、负极柜的金属机柜外壳43采用对地绝缘方法安装。降压整流后，牵引电源的正极经电缆从牵引变电站接到架空布置的接触网44，负极经电缆接到列车运行的钢轨上。钢轨45与大地也采用绝缘法安装，标号46所示即是其绝缘轨枕。

其中，上述所有直流设备的机柜外壳43，通过一个分流器47集中接地。因此，为了防止直流设备内部绝缘损坏闪络时造成人身危险，本实用新型所述框架保护系统，主要通过采集该分流器47的电流值作为框架故障保护的启动条件。

即，本实用新型中设置一个电流检测元件U22，用于检测设备对外壳放电并造成短路后的漏电流I大小。负极柜是牵引变电站内用于连接整流器阀侧负极与回流钢轨之间的开关设备，柜内装设有手动隔离开关等。本实用新型所述的电流检测元件U22即可以布置在该负极柜内。