地铁供电系统继电保护方案研究

李绍斌

（广西壮族自治区南宁市南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司广西南宁530000）

摘要：当前，维护电网正常运转，推动经济建设与发展，继电保护对电网正常运转显得尤为关键。而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。基于此，文章就地铁供电系统继电保护方案进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。

关键词：地铁供电系统；继电保护；方案

1.继电保护装置的定义及继电保护的作用

1.1继电保护装置定义

在地铁运行过程中，需要许多先进的科技设施设备，为了保证各设备良好运转，则需要保证他们能够协调和配合，任何一个环节出现问题，则会影响到全部设施运行，这就需要使用继电保护装置对设施设备进行保护，避免出现设施损坏的问题。继电保护装置主要是指在电力系统运行时，能够快速做出反映，对电力系统中各电气元件故障进行诊断，对不正常运行状态进行检测的设施，并通过自身设置形成自动动作，确保故障点及时与没有损坏部位隔离，发出断路跳闸信号的一种自动化先进装置。

1.2继电保护作用

1.2.1快速切除故障。电力系统运行时，受多种因素影响往往会出现问题，当部分电力系统发生故障的时候，则在继电保护装置作用下，形成被保护，继电设备能够在第一时间发现并及时反映，做到自动、迅速、有选择地将故障元件和设备从电力系统整体部分中切除，使发生故障的设备停止工作，而并不影响非故障部分，确保电力系统能够继续运行，避免出现供电中断现象，同时继电保护装置还能有效保护好未损坏设备。

1.2.2对异常情况进行报警提示。电力系统运行时出现故障需要及时发现才能得到解决，如果不能及时发现故障点，则会导致更大的损失，当系统出现异常运行或被保护的元器件发生异常时，继电保护就能根据不正常工作情况对设备进行分析，根据运行维护条件对故障问题做好差异性报警，形成不同类型的识别信号。

1.2.3对所保护设备的运行状况进行监控。先进的继电保护具有多项功能与作用，在基本电力系统运行保护基础上，有着极强的数据应答和处理能力，终端装置采样板能够根据问题成因，对电流、电压、相角及状态等参数及时采集和监控，然后再通过自动化装置，使采集到的数据样本传输到后台，使管理人员能够清楚电力运行状态。

1.2.4能够进行装置的工作与备用间的快速切换。继电保护装置功能性强，能够在完成数据采集后，对系统形成控制，测量和通信方面的综合自动化分析。如果电网运行突然中止，继电保护装置就会自动做出反应，迅速将备用电源切入到电网中，使备用电源发挥继续工作的作用。投入的备用电源能够快速接上电网运行系统，确保其余设备能够正常运转，维护电力系统安全。

2.地铁供电系统保护的分析

2.1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，其操作人员可采取快速切断电流的方式，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，在电流快速切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。

2.2牵引供电系统的保护

牵引供电系统的保护主要是由牵引整流机组保护、直流牵引保护法。而牵引整流机组的保护主要是在实施保护阶段，经过速断保护方式，在变压器出现故障的时候，牵引整流机组便可快速进行保护系统运行地动作。在设置牵引整流机组阶段，操作人员应设置本体超温保护，保证牵引整流机组保护的措施能够达到最佳保护效果。

2.3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。

3.地铁供电系统继电保护方案

3.1继电保护及安全自动装置配置原则

1)区间电缆:配置光纤差动保护作为主保护，线路电流比较保护(自带光纤通道，由进出线综保装置实现)作为第二套主保护，电流保护作为后备保护。当光差保护因装置或光缆故障退出时，该方案仍然具有单元保护，以加强其可靠性。2)母线:配置母线差动保护装置作为母线故障的主保护，实现母线故障的瞬时跳闸;配置母线电流比较保护(由进出线综保装置实现)作为母线故障的后备保护，以保证其可靠性。3)馈线柜:配置综合电流保护装置作为整流变和动力变电流保护，同时接收非电量信号用于跳闸或报警。4)母联柜:配置综合电流保护装置作为母联的过流保护，同时实现母联开关备自投功能。

3.2继电保护及安全自动装置运行原则及原理

3.2.1线路主保护

进出线柜上的主保护为光纤差动保护和电流比较保护。在正常情况下，所有区间故障均由光纤差动保护动作瞬时切除或电流比较保护经短延时切除。线路光纤差动保护具有原理简单、动作可靠和调试方便等特点，已在国内地铁项目中广泛使用，成为标准配置。线路电流比较保护实质就是比较线路两侧的故障电流:一侧有故障电流，另一侧没有故障电流，即判为线路区间内部故障;两侧均有故障电流则判为是外部故障。线路两侧(B站出线和C站进线)的故障电流信息通过独立的光纤通道传递。

3.2.2线路后备保护

进出线柜上的后备保护采用相同时间延时的过流保护，各站之间和进出线之间不设置固定的时间级差。另外，再配置一段加速过流段保护，当电流比较保护光纤通道故障时，投入该保护，以实现在差动故障退出且电流比较保护光纤中断的情况下线路保护的选择性。

3.2.3母线主保护

每段母线配置一台独立的母差保护装置作为母线故障的主保护，实现母线故障的瞬时切除。母线差动保护是单元保护，具有保护无死区、选择性好、动作快速、整定和调试方便等特点，可以对地铁变电所母线起到高可靠性的保护效果。同时，基于母线差动保护的速动性(动作时间小于一周波)和100%的选择性，无需考虑与馈线电流保护动作时间的协调配合，也不存在来自馈线电流保护启动闭锁的繁复接线问题。

3.2.4馈线保护

馈线保护的电气量保护配置包括相过流、相过流速断、零序过流及过负荷。馈线的非电量保护主要有变压器超温跳闸和高温报警、变压器或整流器开门跳闸或报警、整流器故障跳闸、框架泄露保护跳闸、直流逆流保护跳闸等。

3.2.5母联保护

母联设置一段带延时的过流保护，参照线路过流加速段保护延时。

综上，随着技术的进步及地铁运行经验的不断积累，在今后的地铁工程中，可以对继电保护方案进行不断的优化，以提高供电系统的可靠性。及时发现缺陷，做出正确的判断分析，使问题得到快速处理，全面提高继电保护运行可靠和稳定，减少运行损失，提高经济效益。

参考文献

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