地铁供电系统继电保护方案研究 任利涛

地铁供电系统继电保护方案研究任利涛
摘要：我国城市交通拥堵问题是人们非常关注的话题，修建地铁可以很大程度缓解城市交通压力，所以，城市轨道交通在我国有很大的发展前景。

近年来，越来越多的城市都在修建地铁，地铁的供电网结构要比普通的电网线路复杂很多，对于继电保护的可靠性也有更高的要求。

地铁供电系统因为其自身特点，使得地铁供电系统的继电保护方案内容就变得更加复杂，我们必须对地铁供电系统保护配置进行规范化的管理，进而促使地铁供电系统运行更加的可靠、安全。

关键词：地铁供电系统继电保护方案
一、地铁供电系统的特点
第一，地铁供电系统的各配电站之间的间距应控制在4km之内，所以其他供电线路继电保护的方案基本上是不能满足地铁供电系统特点要求。

对继电保护配置优化方案内容进行完善。

第二，地铁供电系统中的主变压器在满足本变电站要求基础上，还应确保主变压器某环节出现问题的时候，另外主变压能够独立的完成地铁供电的行为。

第三，因为地铁供电系统运行阶段，会因为两相短路故障不能允许，在地铁供电系统运行阶段，必须建立完善的地铁供电系统继电保护的方案，使得在出现地铁故障的时候，利用其对地铁供电系统故障所造成的损失进行降低。

二、地铁供电系统保护的分析
1.供电系统线路保护的分析
在供电系统出现相间短路的故障时,操作人员可采取速断电流方式来维护地铁供电系统的安全,并避免其对供电系统的运行产生较大的负面影响。

但是当电流速断的方式无法满足地铁供电系统的需求时,应实施主保护与后备保护双重保护并行的措施,从而确保在线路纵联保护措施的保护效果较低时,可及时实施过流保护等,并确保地铁供电系统的保护可达到最佳的效果。

其次,若在地铁供电运行过程中,出现接地短路的情况,那么供电系统维护人员可以采取零序电流保护的措施,促使地铁供电系统可以及时正常的运行。

2.牵引供电系统保护
牵引供电系统保护由两个部分组成,第一部分是牵引整流机组保护,其在实施保护的过程中,主要是通过速断保护的方式,在变压器出现故障时,牵引整流机组就可迅速做出保护系统运行的动作。

在对牵引整流机组进行设置的过程中,操作人员必须应先设置本体的超温保护,以便确保牵引整流机组的保护措施可以达到最好的保护效果。

牵引供电系统保护的另一个部分是直流牵引保护法,直流牵引保护法又可分为直流馈线保护等两个方式,直流牵引中的直流进线保护主要利用其自身的特点,设置了相应的开关,因此在供电系统出现故障的过程中,其可利用开关来对供电系统实施保护行为。

三、地铁供电系统继电保护方案
1.供电系统线路保护的分析
对于相间短路可以使用电流速断保护和过电流保护。

当不允许带时限切除短路故障时，应设置无时限速断保护。

当无时限速断保护不能满足选择性动作时，应设置带时限速断保护，当速断保护及过流保护不能满足继电保护的要求时，应使用线路纵联保护作为主保护，过流保护作为后备保护。

对于接地短路可以使用零序电流保护，零序电流保护是利用接地时所产生的零序过电流使保护动作。

零序电流保护一般作为后备的电流保护使用。

在用星形/三角形接法中的地铁供电系
统中将不接地的系统制造一个人为的中性点，同时通过一定的方式进行接地处理，目的是当供电系统单相或者两相接地短路时，保护可以动作。

2.地铁供电系统变压器保护
对于地铁供电系统来说，变压器有着十分重要的作用，当变压器发生故障时，整个供电系统的正常运行都会受到影响。

地铁供电系统变压器在运行的过程中，
常见的故障主要有两种，一种是油箱外部故障，主要包含接地故障、短路故障等；二是油箱内部故障，主要包含单相接地短路、绕组的匝间短路、相间短路，当油
箱内部发生故障时，变压器就会收到很严重的影响，甚至会引发油箱爆炸，进而
造成不堪设想的后果。

因此，为了保证变压器的正常运行，就需要对地铁供电系
统变压器运行的保护十分的重视。

3.纵联差动保护
纵联差动保护就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，把各端的电气量传送到对端，将两端的电气量进行比较以判断故障是在本线路范
围内还是在范围外，从而决定是否动作。

纵联差动保护原理上完全不反应外部短路，而且对被保护设备内部故障时具有很好的灵敏性、快速性、选择性，因此被
广泛应用于电气主设备和输电线作为主保护。

与阶段式保护相比，纵联差动保护
有效减少过电流保护因灵敏度低、动作时间较长而产生的巨大损失。

4.牵引供电系统保护
可以分为两个部分，牵引整流机组保护和直流牵引保护。

牵引整流机组主要
设置速断保护用于保护牵引变压器一次侧短路，设置过流保护用于保护牵引变压
器的二次侧短路和直流母线短路，牵引变压器、整流器还应设置本体的超温保护，整流器硅元件保护的设置结合整流器的形式而定。

当直流设备框架保护启动后，
联跳牵引整流机组开关以及站内所有直流开关及相邻变电站直流馈线开关，将本
站直流牵引供电系统完全隔离。

直流牵引保护分为直流进线保护和直流馈线保护，直流进线保护主要设置开关本身自带的大电流脱扣保护、逆流保护以及被其他保
护联跳。

直流馈线保护主要设置大电流脱扣保护、电流变化率及增量保护、线路
故障测试及自动重合闸、热过负荷保护、联跳保护等。

结束语
总而言之，在现阶段我国的供电系统继电保护的方案还存在着很大的问题，
对于其现象出现，我国相关部门必须结合现有地铁供电系统继电保护的方案、地
铁供电系统特点进行入手，实现供电系统保护方案合理的优化，并且明确的规范
电流保护间距，满足地铁工地系统有效运行。

在设置相关保护方案的时候，还需
经过科学化检测，保证保护方案可靠性，确保供电系统的继电保护方案大力的推进。

参考文献
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[2]葛洲地铁供电系统资源共享及优化配置研究现代城市轨道交通 2015.11.
[3]周方圆地铁供电系统无功特性分析与补偿设计大功率变流技术 2017.2.。