铁供电系统牵引设备框保护及应急处理措施
部门：供电机电部
姓名：荀浩
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地架
目录
1 概述............................................................................................................................ 4
1.1 框架保护定义............................................................................................... 4 1.2 框架保护分类............................................................................................... 4
1.2.1 电流型框架保护.............................................................................. 4 1.2.2 电压型框架保护.............................................................................. 4 1.3 框架保护元件安装位置............................................................................... 4 1.4 框架保护动作的可能原因........................................................................... 5 2 框架保护原理............................................................................................................ 5
2.1 框架保护的选择方案................................................................................... 5
2.1.1 框架保护装置的数量选择.............................................................. 5 2.1.2 与直流系统相关设备设置框架保护的必要性.............................. 6 2.2 电流型框架保护........................................................................................... 6
2.2.1 引起电流型框架保护的放电点...................................................... 6 2.2.2 电流元件耐受短路电流的能力...................................................... 7 2.2.3 青岛地铁电流型框架保护设置...................................................... 8 2.2.4 动作过程：...................................................................................... 8 2.3 电压型框架保护......................................................................................... 10
2.3.1 青岛地铁电压型框架保护设置.................................................... 10 2.3.2 动作过程：.................................................................................... 10 2.4 钢轨电位限制装置..................................................................................... 11
2.4.1 钢轨电位限制装置保护................................................................ 11 2.4.2 钢轨电位限制装置动作特性........................................................ 12 2.4.3 钢轨电位限制装置与电压型框架保护动作分析........................ 12
3 FP-2型框架保护动作的应急处理措施 ............................................................... 13
3.1 FP-2型框架保护动作 ................................................................................ 13 3.2 故障处理原则............................................................................................. 13
3.2.1 对于框架保护主跳所.................................................................... 14 3.2.2 对于框架保护被联跳所................................................................ 14 3.3 故障点判断及恢复供电流程..................................................................... 14
3.3.1 正线无车情况下的电流型框架保护动作（以万年泉路站为例）...................................................................................................................... 14 3.3.2 正线有车情况下的电流型框架保护动作（以万年泉路站为例）...................................................................................................................... 15 3.3.3 安顺车辆段电流型框架保护动作................................................ 16
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3.4 车间抢修组织程序..................................................................................... 16
3.4.1 发生电流框架泄漏保护时各岗位人员分工................................ 17 3.4.2 赶往故障现场途中各岗位人员分工............................................ 17 3.4.3 抢修组到达现场后各岗位人员分工............................................ 18 3.4.4 故障抢修过程中各岗位人员分工................................................ 18 3.4.5 抢修完毕后各成员分工................................................................ 18
4 总结.......................................................................................................................... 18
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1 概述
1.1 框架保护定义
牵引变电所内的直流供电设备采用绝缘安装，主要包括1500V直流开关柜、整流器柜、负极柜等。当直流设备内的1500V正极对设备外壳发生泄漏时，如不及时切除，容易将故障扩大为1500V正极通过设备外壳对负极间的短路事故。而直流系统的短路电流非常大，正、负极短路时的短路电流可达几万安培，对直流设备将造成严重危害。直流框架保护的设置是为了防止直流开关带电设备对直流柜柜体发生泄漏或绝缘损坏闪络时，其余的直流保护起不到应有的作用时，对人身和设备产生伤害。框架泄漏保护是专门针对直流供电设备对正极与柜体发生故障时的保护措施。其保护原理是当正极对柜体外壳发生绝缘损坏时，能及时切除故障，保证系统的安全运行。
1.2 框架保护分类
框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护。电压型框架保护作为电流型框架保护的后备保护。 1.2.1 电流型框架保护
电流型框架保护是通过一个电流元件检测框架对地之间的电流，当检测到的电流值达到整定时，电流型框架保护会启动。电流型框架保护通常分为整流器柜框架保护（对应电流型保护元件FP-1）和直流开关柜框架保护(对应电流型框架保护元件FP-2)。 1.2.2 电压型框架保护
电压型框架保护是通过一个电压保护元件检测框架对负极之间的电压，当检测到的电压达到设定值，并达到设定延时后，电压型框架保护会启动，本所的直流牵引系统全部跳闸，并闭锁本所直流断路器重合闸。框架电压保护还与车站的钢轨电位限制装置相配合，作为钢轨电位限制装置的后备保护。
1.3 框架保护元件安装位置
电流型框架保护元件FP-1和FP-2元件安装在负极柜当中，接在绝缘的开关柜外壳和变电所接地网之间。电压型框架保护元件也安装在负极柜当中，一端接于直流电源负极，另一端接设备外壳。
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1.4 框架保护动作的可能原因
1、接触轨短路伴随框架泄漏；
2、接触轨有闪络或局部持续放电伴随框架泄漏； 3、鼠害或其他动物、物件引起框架泄漏； 4、轨电位偏高引起框架电压动作；
5、开关柜正极或电缆存在对框架的短路或放电现象； 6、误操作或出清时遗留工器具引起正极对框架短路
2 框架保护原理
整流器及直流开关柜体整流变压器列车钢轨钢轨对地泄漏电阻支架集电靴NPMPD排流柜接触轨框架电流检测元件框架电压检测元件SIMATIC S7-200
图2.1 框架保护原理示意图
当发生正极对框架的泄漏事故时，泄漏电流通过框架，流经框架电流检测
元件、接地网、钢轨对地泄漏电阻、钢轨回到负极。当框架电流元件检测到泄漏电流达到整定值时，会向相应设备发送保护动作信号。当框架电压元件检测到框架和负极之间的电位达到整定值时，向相应设备发送保护动作信号。
2.1 框架保护的选择方案
2.1.1 框架保护装置的数量选择
青岛地铁采用一套框架泄漏保护装置（包括FP-1,FP-2，框架电压元件），安
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