浅谈牵引供电综合自动化系统中的DK3520电铁馈线保护测控装置.pdf

郑铁科技通讯 1/2008 供电供水 17随着电气化铁道向自动化、高速化、集约化发展，新技术、新设备、新材料得到了大量应用， DK3520电铁馈线保护测控成套装置也在牵引供电综合自动化系统中得到运用，本文就此作一介绍，以飨读者 Âa¨S¶
DK3520 电铁馈线保护测控成套装置（简称装置）是电气化铁道牵引供电综合自动化系统 DK3500 系列中的一部分，它是由高性能32位微处理器和高精度数据采集系统构成的完善的馈线保护测量和控制于一体的装置，适用于各种运行方式下的 AT、BT 、直供及直供加回流的牵引供电系统变电所、开闭所和分区亭的馈线和进线的保护、测量和控制，并可进行直供及 BT 线路的高精度故障测距 Âÿ?+Ä
2.1 保护功能：具有四段距离保护、电流速断保护、电流增量保护、反时限过流保护、三段过流保护、PT 断线闭锁距离保护、后加速保护、二次重合闸、上下行连锁、分区亭重合检有压、谐波电流测量等功能 2.2 辅助功能：具有 PT 断线告警、故障测距、谐波分析、负荷分析、自检功能 （可自检出硬件故障，并做出相应报告、点灯告警和信息远传）、故障记录、4 套可独立整定的定值、开关跳闸次数及遮断电流累计记录、与GPS 的 IRIG-B格式对时等功能。

2.3 测控功能主要是三遥功能 2.3.1 遥测功能：母线电压、馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率 2.3.2 遥信功能：装置共有20 路开入量，其中：12 路为采集外部遥信，8 路为内部开关量信号另外，还有2 路为软件判断遥信 2.3.3 遥控功能：可以完成 1 个断路器和 2 路隔离开关的遥控分合操作 2.4 闭锁功能可进行下列闭锁： 2.4.1 合分闸闭锁：断路器机构故障闭锁合分闸 2.4.2 闭锁重合闸：手控分闸、遥控分闸时闭锁重合闸 2.5 通信功能主要通过下列接口完成： 2.5.1 一个标准的RS485接口， 通信媒介可采用光纤或屏蔽电缆，通信速率为9600BPS 2.5.2一个可选的FDKBUS接口，采用插卡方式，通信媒介可采用屏蔽电缆，通信速率为187.5K~1MBPS,通信规约采用FNP供电供水 郑铁科技通讯 1/2008182.5.3一 个 可选 的 FDKBUS环网接 口 , 采用插卡方式 ， 可实现基 于 FDKBUS的光纤单环 和 光 纤 冗余 双 环 通 信方 式 , 通 信速率为 187.5K~1MBPS,通信规约采 用 FNP规约 。

2.5.4一 个 可选的以 太 网络接口 , 采用插 卡 方 式 ，通 信 媒 介 可采 用 光 纤 或屏蔽电缆，通信速率 为 10MBPS, 通信 规 基于国际标准的 TCP/IP 协议 Â+Ä
3.1 采用了先进的工业级芯片和器件主芯片为 MOTOROLA 的 32 位单片机芯片；器件采用表面贴装技术，多层印制板设计，结构为插件式整面板密闭结构，装置电气隔离和屏蔽按国际标准电磁兼容设计 3.2 采用了 14 位 A/D 采集芯片，以提高数据采集的分辨率和测量精度 3.3 保护功能由一套相对独立装置负责一台断路器的保护测控和两个电动隔开的控制 ö1íqýTð Ø


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装置设有启动元件，启动元件动作后，开放出口 24V 电源 启动元件由电流突变量和过电流电气量综合启动 4.1.1 电流突变量启动，其动作判据为： ||i(k)-i(k-T)|-|i(k-T)-i(k-2T)||>Iqd 式中： T—采样周期 Iqd—突变量启动定值 4.1.2 过电流启动是在最大电流大于电流速断、三段过流或反时限过流保护定值时启动。

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四段距离保护利用阻抗四边形特性或平行四边形特性，通过控制字进行选择考虑分区亭保护要求，每一段都可以设置正向或反向，并可投退对复线单边供电方式，每一段距离保护都可以配置为横长特性 四段距离保护均采用高次谐波抑制、二次谐波闭锁，并可投退对于复线长坡道区段，在Ⅱ段采用上下联锁功能，以提高躲涌流负荷、再生负荷、重负荷的能力 三、五次谐波抑制系数的计算公式为： Kyx = ( I3 + I5 )/ I1 其定值调整原则为： Zzd = Zzd/( 1+ Kh Kyx ) 式中： Kyx— 综合谐波抑制系数 Kh — 谐波加权倍数 二次谐波制动系数的计算公式为： Kzx＝I 2 / I1 对于复线无开闭所设置的长坡道区段，在Ⅱ段可采用上下行保护联所方案距离保护Ⅱ段实行横向连锁，即保护在Ⅱ段范围内按图示逻辑关系动作此功能可投退在供电臂上有开闭所时，上下行连锁功能应退出，否则会造成变电所馈线保护误动 È@Î¹
当系统发生严重故障时,为消除阻抗保护动作死区，设置该保护对于重负荷线路可以选择低电压闭锁、二次谐波闭锁、谐波自适应特性其动作判据为： I﹥( 1+ K h Kyx ) Idz I2/I1 △I zd I2/I1Izd 式中： K—为谐波加权系数 I1h，I 1q—为故障前后两时刻基波电流 Igh，I gq—为故障前后两时刻 3、5 次谐 波电流 △I zd—为整定值 Kzx—为整定值二次谐波制动系数 Izd—为小电流闭锁定值 任一保护动作都能使该保护返回。

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当接触网因长期大电流发热达到一定 程度 时 ， 应 切断 馈 线 短 路器 ， 以 保 证行车安全采用反时限过流保护就具有此功能反时限过流保护符合 IECB 标准，可通过控制字选择，投入三种不同的反时限特性，参见下图 ØV@¹
机车路上行驶时，负荷电流经常变化因此，机车在任一电流值下运行的时间都很短而故障电流只要一产生，就一直持续到故障切除后才完结因此根据电流持续时间的不同，可以鉴别故障根据这一原理，采用了具有阶梯特性的三段过电流保护该保护是根据实际的负荷电流时间曲线进行整定，作为牵引馈线的后备保护 =Q׆C
针对高速及重载电气化铁路负荷特点，设置两次重合闸，以保证供电可靠性 4.7.1 启动方式 第一次重合闸启动方式有两种一种是保护启动重合闸；另一种是开关偷跳启动重合闸第一次重合闸必须在充电完成后投入，重合闸充电时间可以整定 供电供水 郑铁科技通讯 1/200820第二次重合闸启动是建立在保护启动第一次重合闸合闸于故障和第一次重合闸后加速跳闸成功并且无外部闭锁条件的基础上，二次重合闸可通过控制字投退。

距离保护、电流速断保护、过流保护、反时限过流保护、电流增量保护均可通过控制字独立投退重合闸针对上下行并联分区所带短路器的供电，可选择检有压重合闸一次合闸时间整定范围 0-10s，二次重合时间整定范围 10-300s 重合闸充电时间整定范围为 10-80s 4.7.2 闭锁条件 为了防止重合闸元件误动，装置还设置了以下重合闸闭锁条件，以满足以下任一条件重合闸放电：控制回路断线、闭锁重合闸开入信号为高电平，遥控分闸和手动跳闸装置提供外部开入闭锁重合闸功能，该开入可用定值整定为 12 路开入中的任何一路 ªFÎ¹
装置配置了独立的加速段保护，可选择使用距离保护后加速和三段过流后加速，开关由分位变为合位或重合闸动作后，加速功能自动投入距离保护后加速和三段电流后加速时间定值可以分别整定，加速投入时间也由定值整定后加速投入时间延时到后，加速功能会自动退出 
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4.9.1PT 断线告警：在保护未启动的情况下，装置设有PT 断线告警的功能，检测到PT断线后，延时3S 告警点亮面板告警灯 4.9.2 PT 断线闭锁距离保护：该保护启动后，装置设有 PT断线闭锁距离保护功能，检测 PT 断线后进行闭锁距离保护。

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对于 BT、直供方式，可采用分段线性电抗逼近法测距原理，最多可分 40段整定时，输入线路各分段点对应的公里数及该分段内的单位电抗值和总电抗对于复线直供，可考虑互感的影响 对于 AT 供电方式，可采用 AT 所检控装置+通讯网络+后台监控实现故障测距功能 áÞ




















4.11.1 异常告警：当 CPU 自检出装置本身硬件故障时，告警灯点亮，告警继电器节点闭合硬件故障包括：定值 RAM 故障、内部 RAM 故障、外部 RAM 故障、ROM 校验出错、EEPROM 定值出错、采样异常、开出光隔击穿和开出光隔失效等 PT 断线时，点亮告警灯，告警继电器节点闭合电压恢复正常后且无装置自检故障信息时，告警灯自动熄灭 4.11.2 失电告警：装置电源提供一对继电器常闭节点，装置直流工作电源消失时，节点闭合报告装置失电 ›»¹
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5.1.1 投入直流电源，面板上电源指示灯发平光，运行指示灯闪烁，跳位和合位指示灯与开光位置相对应。

5.1.2 检查电压电流测量值是否与现场的实际电压电流相一致 5.1.3 检查电压电流相位关系，判别极性是否正确 5.1.4 核对保护定值清单及运行定值区号，无误后存档 5.2 装置运行 5.2.1 电源指示灯发平光，运行指示灯闪烁，跳位和合位指示灯与开光位置相对应 5.2.2 若投入重合闸，则重合闸充电完成后，重合允许指示灯点亮 5.2.3 装置面板液晶上显示的电流、电压值应与实际值相符 5.2.4 开入状态与实际状态一致 5.2.5 所选定值区号正确， （下转封三） 郑铁科技通讯 1/2008 综合其他 加 工时间，减小刀具损坏机率同时，它还可以改善加工表面质量，最大限度地减小精加工后手工打磨量 ØaÚÎMd” eIñ


高速铣削加工对数控编程系统的要求越来越高，价格昂贵的高速加工设备对软件提出了更高的安全性和有效性要求高速切削有着比传统切削特殊的工艺要求，除了要有高速切削机床和高速切削刀具外，具有合适的 CAM编程软件也是至关重要的数控加工的数控指令包含了所有的工艺过程，一个好的高速加工CAM 编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、 自动刀柄与夹具干涉检查功能、进给率优化处理功能、待加工轨迹监控功能、刀具轨迹编辑优化功能和加工残余分析功能等。

高速切削编程首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次，要尽一切可能保证刀具轨迹光滑平稳； 最后，要尽量使刀具载荷均匀 1.CAM 系统应具有很高的计算编程速度 高速加工中采用非常小的进给量与切深，其 NC 程序比对传统数控加工程序要大得多，因而要求软件计算速度要快，以节省刀具轨迹编辑和优化编程的时间 2.全程自动防过切处理能力及自动刀柄干涉检查能力 高速加工以传统加工近10倍的切削速度进行加工，一旦发生过切，将对机床、产品和刀具将产生灾难性的后果，所以要求其 CAM 系统必须具有全程自动防过切处理的能力及自动刀柄与夹具干涉检查、绕避功能系统应能自动提示最短夹持刀具长度，并自动进行刀具干涉检查 3.丰富的高速切削刀具轨迹策略 高速加工对加工工艺走。