西门子直流1500V系统课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地铁一号线直流,1500V,系统培训,继电保护工班,2011,年,6,月,8,日,网络维保公司供电分公司,一 系统图纸的识图及答疑,图纸的说明,MC,表示的是本张图纸是进线柜、馈线柜、旁路柜、母联柜等。其他,MD,表示负极柜，,MQ,表示隔离开关柜，,MF,表示钢轨电位限制装置。,00,表示本张图纸是整个系统的概括文档，其后有,01,、,02,、,03,等，是按照屏柜的布置按顺序排列。,B,表示的是本张图纸是主接线图、解释、接口图。,A,表示的是封面、文档列表，,D,表示元件布置，,F,表示原理图、流程图，,R,表示描述，,Q,表示安装，,S,表示电气图，,T,表示元件列表，,X,表示电缆列表、连接图，,Z,表示未分配列表。,BB,表示本张图纸是定义系统。,二 直流综合保护和控制装置,1.,用途和应用,Sitras Pro,直流综合保护好控制装置用于城市轨道和干线铁路的直流,供电系统，它保护直流开关设备和接触网系统免于极端运行条件，在电,流上升过程中达到最大短路电流之前就能检测出短路的发生。,Sitras Pro,由以下模块构成：,Sitras Pro CU ,中央单元,Sitras Pro HMI,人机界面,Sitras Pro BA ,直流隔离放大器,Sitras Pro SW PC,用户软件,Sitras Pro CM ,电缆监视模块（选配）,基本功能：,过流保护（,I,max,）,电流增量保护（,I,），电流上升率保护（,d,i,/d,t,）,定时限过流保护（,I,UMZ,）,低电压保护（,U,min,）,过电压保护（,U,max,）,接触,网电压监视，断路器失灵保护，阻抗保护，快速电容跳闸，保护参数组,切换,，,事件记录，报警记录，测量值记录，和,PC,机的以太网连接的维护,接口,。,1.1 Sitras Pro CU,中央单元,Sitras Pro CU,是,Sitras Pro,产品线内的心脏，它向其他模块提供电源，担当着装置接口并且完成所有的保护功能和所有控制的功能。中央单元参数的可扩展性及参数设置的多样性能够适应不同条件的要求。其控制方式可以适用于多种断路器，如：,Siemens 3WV,、,Secheron UR,、,Secheron HPB,、,GE Gerapid,1.2 Sitras Pro HMI,人机界面,独立的人机界面可以安装在直流开关柜的低压室门板上以便于操作,1.3 Sitras Pro SW PC,用户软件,Sitras Pro SW,是一个可以简化、加快操作和诊断的的工具，从设定、启动设备到分析和记录系统故障。使快速故障处理成为可能并提供了极有价值的信息，方便运行维护人员。,1.4 Sitras Pro BA,直流隔离放大器,直流隔离放大器用于测量电流、电压值，同事确保电气隔离。测量值通过光纤输出到,Sitras Pro CU,，同时提供模拟量输出，用于馈线电流、馈线电压、测试电压（馈线区间电压）显示。,1.5,Sitras Pro,在直流牵引变电所的典型连接,2.,硬件,2.1 Sitras Pro CU,中央单元,Sitras Pro CU,正视及装置下部接口图,接口端子定义,端子号,端子定义,备注,X1:1,装置工作电源,+,交直流通用,X1:2,保护地,X1:3,装置工作电源,-,端子号,端子定义,备注,端子号,端子定义,备注,X20:11,负载电压,-DC,机壳,X22:5,继电器输出,2.2,常闭触点,X20:12,负载电压,-DC,机壳,X22:6,继电器输出,2.2,常开触点,X21:1,数字输出,1.0,可变功能,X22:7,继电器输出,2.3,常闭触点,X21:2,数字输出,1.1,可变功能,X22:8,继电器输出,2.3,常开触点,X21:3,数字输出,1.2,可变功能,X23,数字输出,3.0-3.7,PLC,控制输出,X21:4,数字输出,1.3,可变功能,X24,数字输出,4.0-4.7,PLC,控制输出,X21:5,数字输出,1.4,可变功能,X25,数字输出,5.0-5.3,同,X22,X21:6,数字输出,1.5,可变功能,X10:1,数字输入,0.0,断路器分闸,X21:7,数字输出,1.6,可变功能,X10:2,数字输入,0.1,断路器合闸,X21:8,数字输出,1.7,可变功能,X10:3,数字输入,0.2,确认信号,X21:9,负载电压,+DC,19.2V-72V,X10:4,数字输入,0.3/,微型空开,跳闸输入,X21:10,负载电压,+DC,19.2V-72V,X10:5,数字输入,0.4/,断路器,当地分闸,X21:11,负载电压,-DC,机壳,X10:6,数字输入,0.5/,断路器,当地合闸,X21:12,负载电压,-DC,机壳,X10:7,数字输入,0.6,可变功能,X22:1,继电器输出,2.0,常闭触点,X10:8,数字输入,0.7/,断路器,直接合闸 不经过线路测试,X22:2,继电器输出,2.0,常开触点,X22:3,继电器输出,2.1,常闭触点,X10:9,信号电压,+UM/DC,19.2V-72V,X22:4,继电器输出,2.1,常开触点,X10:10,信号电压,+UM/DC,19.2V-72V,Sitras Pro CU,装置顶部接口图,端子号,端子定义,备注,端子号,端子定义,备注,X13:11,信号电压,-UM/DC,机壳,X30:9,模拟量输入,IN3,参考电位,公共端,X13:12,信号电压,-UM/DC,机壳,X30:10,模拟量输入,IN4/,电压,0-10V DC,X14,数字输入,4.0-4.7,同,X13,X30:11,模拟量输入,IN4/,电流,0-20mA,X15,数字输入,5.0-5.7,同,X13,X30:12,模拟量输入,IN4,参考电位,公共端,X30:1,模拟量输入,IN1/,电压,0-10V DC,X40:1,模拟量输出,AO1/,电压,10V DC,X30:2,模拟量输入,IN1/,电流,0-20mA,X40:2,模拟量输出,AO1/,电压,参考电位,X30:3,模拟量输入,IN1,参考电位,公共端,X40:3,模拟量输出,AO1/,电流,0-20mA,X30:4,模拟量输入,IN2/,电压,0-10V DC,X40:4,模拟量输出,AO1/,电流,参考电位,X30:5,模拟量输入,IN2/,电流,0-20mA,X40:5,模拟量输出,AO2/,电压,10V DC,X30:6,模拟量输入,IN2,参考电位,公共端,X40:6,模拟量输出,AO2/,电压,参考电位,X30:7,模拟量输入,IN3/,电压,0-10V DC,X40:7,模拟量输出,AO2/,电流,0-20mA,X30:8,模拟量输入,IN3/,电流,0-20mA,X40:8,模拟量输出,AO2/,电流,参考电位,Sitras Pro BA,接口定义,端子号,端子定义,备注,端子号,端子定义,备注,1,，,2,保护地,24,模拟电流输出参考电位,4,工作电源,+,来自中央单元,24V DC,26,线路电流分流器,150mV,5,工作电源,-,来自中央单元,0V DC,27,线路电流分流器,90mV,9,10,模拟输出信号极性切换,28,线路电流分流器,60mV,光纤接口 连接中央单元,29,线路电流分流器连接点,COM,12,模拟电压输出 指示测量,10V,CM1,信号输入 电缆监视模块,CM1,选配,13,模拟电压输出参考电位,CM2,信号输入 电缆监视模块,CM2,选配,14,模拟电流输出 指示测量,最大,20mA,34,线路电压连接（馈线）,4000V,15,模拟电流输出参考电位,39,线路电压连接（馈线）,2000V,16,模拟电压输出 自动测试,10V,42,线路电压连接（馈线）,1000V,17,模拟电压输出参考电位,45,连接至内部分压器,10V,18,模拟电流输出 自动测试,最大,20mA,52,输入，测试分流器连接,-,19,模拟电流输出参考电位,53,输入，测试分流器连接,+,21,模拟电压输出 指示测量,10V,56,输入，测试分流器连接,-,22,模拟电压输出参考电位,57,输入，测试分流器连接,+,23,模拟电流输出 指示测量,最大,20mA,60,电压测量输入,3.,软件结构,Sitras Pro CU,时一个,32,位微处理系统。软件及设定以文件的形式存在闪,存内。可以通过,Sitras Pro HMI,人机界面或,Sitras Pro SW,用户软件对设备进,行参数设置及定值整定。,3.1,参数类型,参数用于观察数据及设置装置，分为观察参数及设置参数。观察参数指示运行状态，如实测电压、电流等。设置参数时可以更改的参数，如整定值、电流参数。可访问的参数取决于用户登录时采用的访问等级。,3.2,访问等级,共分为三个访问等级，通过不同的访问权限可以访问不同的参数。观察级可以访问关键观察参数及必要的设定参数，标准级除观察参数外，可访问一般保护设置及维护的参数，专家级可访问所有参数，可以设置系统参数及关闭,/,开放功能，可以设置其它访问等级的密码。,3.3,参数组,保护参数可以存储最多,5,个参数组。,5,个参数组可以通过中央单元上的可变数字输入来激活用那一组参数。,3.4,记录类型,装置具有三种不同的记录类型：事件记录、报警记录及故障录波。可以存储,4096,条事件记录，,1024,条报警记录，,4096,组测量值。记录状态中,C,标示发,生，,G,表示消失，,C/G,表示瞬时显示。事件等级中,T,表示跳闸，,S,表示状态信息、开关操作，,F,表示故障（系统信息）。故障录波每,100,微秒记录一组测量值（一组测量值包括一个馈线电流），如参数（,8022,）中扫描率设为,4,，则每四次测量平均值存储为一组测量值。,3.5,保护配置,Sitras Pro,中的保护配置有过流保护（,I,max,）,电流增量保护（,I,），电流上升率保护（,d,i,/d,t,）,定时限过流保护（,I,UMZ,）,低电压保护（,U,min,）,过电压保护（,U,max,）,接触网电压监视，断路器失灵保护，阻抗保护，热过负荷保护。可以根据不同的需要对保护功能进行设置，不需要的保护功能可以关闭。,3.5.1,过流保护,I,max,当,Sitras Pro,检测出当前电流超出整定值，经过延时后启动跳闸，继电器输出点,2.0,激活动作，如果快速电容跳闸功能开启，则快速电容跳闸同时触发。,过流保护跳闸曲线,3.5.2,电流增量保护,I,（用于近端短路保护）,电流增量保护测量电流增量如果检测到高于正常运行时的斜率的电流快速变化，处理单元将判断在馈线的近端发生短路。短路可在电流远未到达峰值时检测到。这样切断短路电流时，可显著减小系统的短路负载。,在,I,监视模式下，计算生成新电流测量值与内部保存的基准电流值之间的电流差值,I,。如果电流上升斜率低于某个,di/dt,值,(96Idi/dt),，则将产生新的基准值。例外：如果电流上升斜率降低到,I:di/dt,整定值以下，在一定时间后斜率又重新超过,I:di/dt,整定值，而这段时间没有超过,I:di/dt,返回延时,值，则将不生成新的电流基准值。,如果当前测量电流与基准电流差值超过设定的报警整定值，则触发报警。如果超过跳闸整定值且完成延时，则触发跳闸，继电器输出点,O2.0,动作。如果快速电容跳闸功能开启，则同时触发快速电容跳闸,。通过延时可以避免电流尖峰引起的,I,误动作。延时整定值通常设置为,3,至,5ms,。参考值与测量值的时间差为,100s,。,I,动作逻辑图,以下为上图中的四条典型电流曲线的差异：,1,由于电容充电使电流以陡峭的斜率上升，电流上升至最大值后迅速回落到正常负荷电流值。不跳闸：,I,延时值未达到。,2,迅速上升的电流超过,I,保护延时整定值及允许（预先设定）的,I,保护电流上升率。跳闸：,I,保护跳闸整定值及延时整定值都达到。,3,迅速上升的电流超过,I,保护允许（预先设定）的电流上升率。设定的,I,：在电流上升过程中有所中断，但,I di/dt,返回延时值未达到。跳闸：,I,保护跳闸整定值及延时整定值都达到。,4,在电流上升过程中有所中断，并达到了预设的,I di/dt,返回延时值。重新开始,I,保护的电流测量及计算。电流值虽然达到了,I,保护跳闸整定值，但保护动作条件并未完全满足。不跳闸：,I di/dt,返回延时值达到，,I,保护返回并重新开始。,参数,编号,名称,单位,描述,0200,电流增量保护,软压板,启动或关闭保护功能,10201,跳闸整定值,A,I,跳闸整定值,10202,报警整定值,%,以,I,跳闸整定值的百分比进行整定,3.5.3,电流上升率保护,di/dt,（应用于远距离短路保护）,线路远端的短路点应该被检测到并切除。因此相应地必须设置,di/dt,保护参数。如果电流上升率超过设定值及完成延时，则继电器输出点,O2.0,启动。如果快速电容跳闸功能开启，则同时触发快速电容脱扣跳闸。,di/dt,测量值每毫秒更新一次。,di/dt,动作逻辑图,10203,延时整定值,ms,I,延时整定值,10204,电流上升率整定值,A/ms,采样值大于定值则,I,启动,10205,返回延时值,ms,如电流在上升过程中，电流上升率回落到电流上升率整定值一下，且超过延时则保护返回。,3.5.4,定时限过流保护,定时限过流保护用于检测持续时间较长而又不符合正常运行情况的电流。按照线路末端最小短路电流整定，对于此保护，仅检测馈出方向电流。,如果超出整定值，则继电器输出点,O2.0,启动。如果快速电容脱扣功能开启，则同时触发快速电容脱扣跳闸。测量值每,10,毫秒更新一次。,定时限过流动作逻辑图,参数,编号,名称,单位,描述,0400,定时限过流保护,软压板,开启或关闭保护功能,10402,跳闸整定值,A,电流整定值,10403,报警整定值,%,为跳闸整定值的百分比,10404,延时整定值,ms,时间整定值,定时限过流保护跳闸曲线,3.5.5,欠电压保护（,U,min,）,如果电缆电压降低到整定值并且保持时间达到延时整定值，则根据设置将触发不同的动作：当中央处理单元无控制功能选项时，断路器跳闸；当中央处理单元带有控制功能选项时，跳闸并自动合闸 或断路器跳闸且不自动重合闸。,欠电压保护功能,Vmin,只在断路器处于合闸位置时才启动，如果带有,di/dt,复合保护且保护功能开启，则欠压保护仅在馈线电流超过额定电流的,3.33%,后才可启动。测量值每,10,毫秒更新一次。,参数,3.5.6,过压保护（,U,max,）,如果电缆电压上升到整定值并且保持时间达到延时整定值，则根据设置将触发不同的动作：当中央处理单元无控制功能选项时，断路器跳闸；当中央处理单元带有控制功能选项时，跳闸并自动合闸 或断路器跳闸且不自动重合闸。,过压保护功能,V,max,只在断路器处于合闸位置时才启动，如果带有,di/dt,复合保护且保护功能开启，则过压保护仅在馈线电流超过额定电流的,3.33%,后才可启动。测量值每,10,毫秒更新一次。,编号,名称,单位,描述,0500,欠压保护,软压板,开启或关闭保护功能,10501,跳闸整定值,A,电流整定值,10502,报警整定值,%,为跳闸整定值的百分比,10503,延时整定值,ms,电流正向延时整定值,10504,反向延时整定值,ms,电流反向延时整定值,10506,动作方式,0,跳闸,1,跳闸并重合闸,10505,返回系数,%,为跳闸整定值的百分比,过压保护逻辑图,过压保护跳闸曲线,参数,3.5.7,阻抗保护,阻抗保护 检测供电线路电阻。保护计算的采样时间长度为,10ms,。形成这段时间内电流及电压的平均值，来计算当前的线路电阻。如果线路电阻低于设定的整定值下，则断路器跳闸。当电流达到可设定的整定值时，阻抗保护开始检测线路阻抗。如果电流值低于此整定值，线路阻抗的计算仍然继续但不会跳闸。,编号,名称,单位,描述,0600,欠压保护,软压板,开启或关闭保护功能,10601,跳闸整定值,A,电流整定值,10602,报警整定值,%,为跳闸整定值的百分比,10603,延时整定值,ms,电流正向延时整定值,10604,反向延时整定值,ms,电流反向延时整定值,10605,返回系数,%,为跳闸整定值的百分比,10606,动作方式,0,跳闸,1,跳闸并重合闸,参数,编号,名称,单位,描述,1100,阻抗保护,软压板,开启或关闭保护功能,11101,跳闸整定值,阻抗整定值,11102,报警整定值,%,为跳闸整定值的百分比,11103,延时整定值,ms,延时整定值,11104,电流限值,A,电流整定值,