地铁供电系统继电保护方案探讨

地铁供电系统继电保护方案探讨

丁洁

（南京国电南自轨道交通工程有限公司江苏省南京市210000）

摘要：地铁运行过程中必须要有可靠的供电系统，地铁的供电线路比一般的电网线路要复杂很多，对继电保护的要求也很高。在修建地铁的过程中就应该要考虑到继电保护问题，合理地布置供电系统，并且对供电系统的继电保护装置进行规范化配置，确保整个地铁系统的运行安全。本文对地铁供电系统继电保护方案进行探讨。

关键词：地铁；供电系统；继电保护；方案

1地铁供电系统的特点

地铁供电系统各个配电站之间有很短的距离，每段之间的供电线路在4千米左右，所以不能把其他供电线路的继电保护配置直接应用的地铁供电线路中，因为地铁供电系统的供电线路很短，其他的继电保护配置不能发挥应有的保护效果。在地铁供电系统中，主变压器容量在满足本变电站区域高峰段负荷要求的基础上，还必须要有附加的供电要求，因为供电线路很短，当一个主变电站出现故障时，临近的变电站必须要有提供全线牵引负荷和全线动力负荷的能力，从而保证该段线路正常运行。因此，一定要有可靠的地点保护配置方案对供电系统进行保护，确保其在发生接地故障时，不会使电气线路和变压器等电气原件发生损坏，确保整个地铁供电系统安全、可靠运行。

2地铁供电系统继电保护的必要性

2.1完善地铁供电体系

对地铁供电系统继电保护的实施，能够完善地铁的供电体系上，巩固地铁的综合运营效果。例如，地铁在运营过程中，有可能会遭遇到突发状况的影响。现如今的部分地方展现为盆地和低洼地的特点，当出现持续暴雨天气后，地铁的运行空间，很容易出现大量的积水现象，这对于供电系统而言，带来了非常大的挑战。通过在继电保护工作上进行积极的努力，能够及时的对外界天气信息和总站发出的警报做出接收，按照系统化和自动化的原则，将地铁供电系统做出调整，促使地铁在运行的安全性方面提升，减少供电设备的损坏，在维修工作上提供更多的便利。另一方面，当电力事故出现后，利用地铁供电系统继电保护，可及时的对其他位置的电力设备、线路落实保护处理，进一步的降低供电体系的内部损失。

2.2提高系统的稳定性

地铁供电系统继电保护的实施，能够提高供电系统的稳定性。首先，当代的城市用电量正在不断的提升，地铁的建设和运营，离不开电力资源的强大支持，如果在供电系统的设计、执行上，还是按照传统的模式来开展，势必难以满足载荷的需求，并且在负荷压力方面表现较大，容易出现瞬间电流过大现象，最终造成电力安全事故。将继电保护工作有效的落实，可以加强地铁供电系统的稳定性，在长期运行过程中，减少安全事故的出现，给将来的地铁事业发展奠定坚实的基础。其次，地铁供电系统继电保护的操作，符合国家对于供电系统的相关要求，能够让地铁在今后的拓展方面，取得足够的支持，有利于自身的更大大价值的创造。

3地铁供电系统线路保护配置方案研究

地铁供电系统线路保护配置主要包括相间电流保护和当产生零序电流时的保护装置以及纵联差动保护。电流速断保护和限时电流速断保护是继电保护的重点。当线路发生短路时，电流会迅速增大，从而产生瞬时动作对线路进行保护，该动作保护称之为电流速断保护。保护的范围是按照下一跳线路出口位置短路的具体条件确定的，通常要求最小保护范围要比全线路短的长度长15%~20%。在线路上发生的故障不在速断保护的范围之内时，限时电流速断保护就会发挥作用，并且可以作为下一个线路段的后备带时动作保护。在地铁线路中，电站之间的距离不到4千米，保护范围不超过10千米，对保护范围进行整定之后会产生负值，布恩那个满足最小保护范围。

对保护间的配合整定之后，线路的电流速断保护的整定值会比限时电流速断保护的整定值小一些，这样就会造成保护范围比电流速断保护的范围要小，从而使限时电流速断保护失去作用，不满足运行要求，所以该中电流速断保护用在地铁的供电线路中是不合适的。零序电流保护是产省零序电流时产生动作的保护装置。因为地铁供电系统的变压器是星形/三角形接法，可以人为达到接地处理，从而实现两相或者单相短路接地的目的。目前所应用的继电保护是加装了一台变压器在变电站的出线侧面，但是因为线路很短，会出现相间电流保护中存在的保护范围过小的问题，不能满足保护要求。

4地铁供电系统保护的分析

4.1供电系统线路保护的分析

在供电系统出现相间短路故障的时候，其操作人员可经过采取速断电流的方式，对地铁供电系统安全进行维护，以有效的避免了供电系统运行所出现的负面影响。但是，在电流速断方式不能满足地铁供电系统需求的时候，可采用主保护与后壁保护的双重保护并且措施，以保证在线路纵联保护的保护措施较低的时候，可以及时的进行过流保护，确保地铁供电系统保护均可实现最佳效果。如果在地铁供电运行阶段，出现了接地短路现象，供电系统的维护人员便可采取零序电流的保护措施，使得地铁供电系统的正常运行。

4.2牵引供电系统的保护

牵引供电系统保护主要由牵引整流器保护和直流牵引保护两部分组成。牵引整流器的保护主要是在电路保护阶段进行。在快速断电保护模式下，牵引整流单元可以在变压器发生故障时快速完成保护系统的运行。在牵引整流单元的安装阶段，操作人员应设置过温保护，以确保牵引整流器的保护措施达到最佳保护。直流线路保护在使用自己的直流牵引，即与开关一起，并在电源系统故障时，利用其开关来保护电源系统。

4.3特征量的选取

继电保护系统应按照稳定运行为基本的原则，为准确的识别供电系统运行的状态，在继电保护的系统阶段，将其采集的反馈线电流信号进行识别、分类，并且对传输电信的信号特增量进行提取。经过提取的远程探头、终端电信号等进行相关信息的提取，各保护整定值得设定主要是按照车辆启动电流作为参考值，准确计算出车辆起动时的最大电流，电流上升率对继电保护配合设计影响较为深远，现有地铁车辆电力传动的方式主要是交流传动，交流传动系统中则主要包含了牵引电机、逆变器、辅助电器。

5地铁供电系统的继电保护配置优化方案

5.1在系统正常运行方式下的优化方案

在系统实现正常运行阶段主要从以下保护配置方案地铁供电系统：

第一，纵向差动保护措施地铁电力系统继电保护主要保护优化方案，满足地铁供电系统快速故障要求，这是程序的灵敏度，因此，在地铁供电系统继电保护过程中，达到最佳保护效果。

第二，地铁供电系统继电保护优化方案中的接地保护，能够把灵敏性、速动性较高的分相电流差动设置成接地保护中的主要保护方式，并且在方案优化阶段，明确零序过电流保护是后备保护，进而使得系统能够在正常运行阶段下，优化方案变得更加科学化。

第三，变压器电源系统保护实施阶段，纵向差动保护的选择，系统的正常运行，保证供电系统的安全可靠运行，中国有关部门应与地下铁路地铁供电系统运行，电机保护配置方案是地铁电源系统的应急状况，优化继电保护方案的应用，合理降低电源的影响。

5.2在倒送电运行方式下的优化方案

在地铁供电系统处在倒送电的运行模式下，供电系统保护主要从电流保护进行入手，因为供电系统的过电流保护的延时较长，所以相关的部门必须针对其要点，在设置供电系统阶段，合理的安排供电区域设置，促使电站两侧均有备用接线，在某环节出现故障的时候，利用备用接线，保证供电系统的正常运行。

6结语

本文对地铁供电系统继电保护方案展开讨论，现阶段的工作开展，已经取得了较好的效果，地铁供电系统继电保护的很多内容，都在朝着多元化的方向发展。今后，应继续提升继电保护的技术水平，加强对相关问题的有效处理，巩固地铁的有效运营。

参考文献：

[1]地铁供电系统可靠性分析[J].李立.中国新技术新产品.2017（08）.

[2]简析地铁供电系统电流选跳保护及方案优化[J].李斌冰.科技创新与应用.2017（08）.