地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨

地铁直流牵引供电系统保护配合的探讨
发布时间：2021-06-10T06:26:04.556Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：肇涛远[导读] 直流牵引供电系统作为地铁电力系统的重要组成部分，为地铁运营提高了重要保障。

因此在地铁运营过程中，必须保证直流牵引供电系统能够正常稳定的运行，减少地铁运营故障的发生。

本文主要探讨了地铁直流牵引供电系统保护配合，希望能够为相关工作者提供借鉴。

肇涛远
中铁十二局集团电气化工程有限公司天津 300000
摘要：直流牵引供电系统作为地铁电力系统的重要组成部分，为地铁运营提高了重要保障。

因此在地铁运营过程中，必须保证直流牵引供电系统能够正常稳定的运行，减少地铁运营故障的发生。

本文主要探讨了地铁直流牵引供电系统保护配合，希望能够为相关工作者提供借鉴。

关键词：地铁运营；直流牵引供电；保护配合
随着我国社会的不断发展，促进了地铁建设项目的不断增多，因此如何保证地铁正常稳定的运行，成为了相关工作者探讨的主要问题之一。

直流牵引供电系统在地铁供电系统中发挥了至关重要的作用，因此还需要加强地铁直流牵引供电系统保护设置，当地铁供电系统发生故障时，能够及时的起到保护的作用，减少故障给地铁运行带来的不利影响。

1直流牵引供电系统保护配制原则
在地铁电气系统设置过程中，由于其涉及到地铁运行的安全，因此在具体设置过程中，不能随意进行设置，必须遵循国家的法律法规。

尤其是直流牵引供电系统保护设计，作为地铁电气系统的重要组成部分，必须满足相关的设计规范要求，但是从目前的现状来看，我国还缺少关于地铁直流牵引供电系统保护配合的相关规范，而提到直流牵引供电系统保护设置原则要求的主要有两个，一个是《地铁设计规范》（GB5015 7-2003），另一个是《地铁直流牵引供电系统》（G B00 41 -89），但是从这两个规范的描述来看，具体要求还不够明确，这样就导致对地铁直流牵引供电系统缺乏约束力。

对此在具体设计过程中，可以根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB5006 2-92）规定来进行设计，该规范规定电气设备和线路应具备三类保护，即主保护、后备保护、异常运行保护，必要时，可以在设备以及线路中增设辅助保护。

这三类保护装置必须满足一定的要求，即速动性、可靠性以及灵敏性。

尤其是要科学、合理的设计最小灵敏度系数，对于主保护，其最小灵敏度度系数不小于1.5，对于远后备保护，则最小灵敏度系数不小于1.2。

对于后备保护主要有两种，一种是远后备保护，另一种是近后备保护。

同时对于这三类保护，都具有不同的功能，主保护是在当设备和线路出现故障时，能够以最快速度且有选择的将线路故障切除；后备保护主要是当主保护发生拒动时切除故障的保护，或者是当断路器拒动时切除故障的保护；异常运行保护一方面可以反映电力设备的保护，另一方面可以反映线路异常运行状态的保护。

基于上述地铁直流牵引供电系统保护设置原则，在具体的设置过程中，还要与实际情况相结合，主要做好以下几个方面：一是在设置直流牵引供电系统过程中，必须为地铁的电力设备以及牵引网设置主保护、后备保护以及异常运行保护等多重保护，这样当主保护出现问题时，可以立即启动后备保护，能够及时的处理故障问题；二是保护装置设备必须满足相关的要求，即灵敏度、可靠性以及选择性等等，具体主要表现在以下几个方面：灵敏度是指保护装置必须具有较高的灵敏度系数，能够在故障发生时，尽快切除短路故障；保护装置该动作动作，不该动作则不误动作；要先由主保护动作，切除故障，如果发生拒动，则立即由后备保护装置动作。

根据保护参数来设计牵引供电系统的运行方法以及保护参数。

2地铁直流牵引供电系统保护配合设置直流牵引供电系统主要由相关电力设备和线路组成，下面就针对这些电力设备和线路进行科学、合理的设置。

具体主要包括以下几个方面：
2.1牵引整流机组
牵引整流机组主要由三部分组成，即牵引变压器、硅整流器、连接线。

具体内容如下：（1）主保护。

主保护主要分为两部分，一部分为电流速断保护，保护范围至整流器出口短路故障，需要严格控制速断保护器故障切除时间，按照规定要小于0.2s。

另一部分过电流保护。

保护保护范围一是整流机组出口短路故障，二是牵引变压器二次出口相间短路，按照规定要求过电流保护故障切断时间小于0.7s。

（2）远后备保护。

该保护主要是有进线开关的过流保护，与机组开关过流保护，其定值要高，与此同时该过流保护范围至整流器出口，按照规定要求，故障切除时间控制在0.7s以下。

（3）异常运行保护。

异常运行保护包括很多种，如硅整流器元件故障保护、过负荷保护等，保护范围为硅元件故障、保护整流过不符合等。

2.2直流母线
直流母线包括三部分，即直流母线、开关柜以及直线。

具体设置内容如下：（1）主保护。

该电流保护属于有直流进线开关脱扣电流保护，主要针对直流母线，实施短路故障保护，按照规定要求其故障切除时间需要控制在0.03s范围之内；（2）远后备保护。

主要有两种保护，一种是有机组开关的电流速断，另一种为过电流保护。

（3）异常运行保护。

该保护主要指的是有框架漏泄电流保护，主要针对直流开关柜体，实施接地故障点保护。

2.3牵引网
牵引网涉及多种设备，包括配电柜、缓冲箱等等。

具体设置内容如下：（1）主保护。

该保护是瞬时脱扣电流保护，而且该电流保护带有馈出开关本体，针对馈出开关至供电线路的最末端，实施短路故障保护，根据规定要求需要将故障时间控制在0.03-0.15s。

（2）近后备保护。

该保护是带有电流增量的保护，一方面对线路最远端实施金属性短路故障保护，另一方面对线路最远端实施电弧故障，按照规定要求故障切除时间需要控制在0.12s-0.2s。

（3）异常运行保护。

该保护主要有两种，一种是负荷延时保护，另一种为直流接地保护，针对线路电缆，实施过热故障保护。

针对直流接地保护牵引网，实施正极接地故障。

按照要求动作时间控制在0.1-0.2s范围之内。

（4）辅助保护。

该保护主要是指双边供电联跳保护，该保护装置属于自动化装置，所以既没有保护范围，也没有明确的定值。

2.4电动客车
（1）主保护。

该电流保护主要是带有直流开关的脱扣电流保护，其主要针对车辆内主电路，实施短路故障保护，按照要求将故障时间控制在0.03-0.1s 范围之内。

（2）近后备保护。

该电流保护主要是车上电流差动保护，主要针对车内电流，实施接地故障保护，按照要求动作时间大约在0.1s左右。

（3）远后备保护。

该电流保护主要是电流增量保护，主要针对车内主电路，实施电路故障保护，按照要求故障时间控制在0.12-0.2s范围之内。

（4）异常运行保护。

主要两类保护，一是过电流保护，二是失压保护。

总结：
综上所述，直流牵引供电系统在地铁运行中发挥了至关重要作用。

因此在地铁运营过程中，应根据相关规范的要求，结合具体的实际情况，科学、合理的设置直流牵引供电系统保护，具体要遵循地铁直流牵引供电系统保护原则，为地铁电气系统设置多重保护，并在发生故障时，各保护装置能够及时的动作，及时的起到保护的作用，减少故障给地铁运行带来的不利影响，从而为地铁安全运行提供重要的保障。

参考文献：
[1]孟科，周非，苗建科，周天鸣，赵阳. 地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探究[J]. 科技创新与应用，2019（01）：148-149.
[2]程晋然，朱丽娇. 第三轨地铁供电系统直流冲击特性与继保配合[J]. 机车电传动，2019（04）：116-119.
[3]申正超，潘育山，刘炜，李富强，李思文. 地铁供电系统继电保护整定研究[J]. 电工技术，2019（19）：54-56+59.
[4]闫石，钟素梅. 地铁35kV供电系统继电保护分析[J]. 电气技术，2019，20（12）：79-82+87.。