轨道交通供电系统交流开关网络化保护

轨道交通供电系统交流开关网络化保护

黄伟梁 李娅

重庆中车长客轨道车辆有限公司 重庆市 401133

摘要：城市轨道交通供电系统是将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称，轨道交通供电系统为城市轨道交通提供了电力来源，是城市轨道交通能够正常运行的前提和基础。并且供电系统还进行着城市轨道交通所需所有电能的输送，是城市轨道交通运行的关键，同时也是城市轨道交通安全的重要因素。而城市轨道交通的用电群体有着很大的差别，所用的用电负荷也不一样，其中交流负荷就是其中一个重要的部分。故为了能够给轨道交通更好的进行电能的供给和输送，有必要对轨道交通供电系统交流开关进行网络化的保护。

关键词：轨道交通；供电系统；交流开关

一、轨道交通供电系统交流开关网络化保护概述分析

交流开关控制着轨道交通供电系统中交流负荷电流的供应和输送，而交流电则是大多数轨道交通用电群体所使用的用电负荷，故可以看出交流开关在轨道交通供电系统中占据着重要的地位，而为了更好地保障交流开关的运行，我们需要对交流开关进行保护。并且轨道交通与人们的生活息息相关，轨道交通供电系统也直接影响着人们的交通出行，还会关系到人们的生命安全和财产安全，所以轨道交通供电系统的安全应该引起相关交通部门的重视，相关交通部门应该采取相应的措施来保障轨道交通供电系统的正常运行。故本篇文章根据轨道交通供电系统的运行情况和特点出发，并且结合交流开关网络化保护的保护原理，对轨道交通供电系统交流开关网络化保护进行深入的研究和分析，提出一些想法和建议。

二、交流开关网络化保护原理分析

（一）环网保护配置方案

城市轨道供电系统交流开关的保护，需要具备一套完整的交通环网保护具配置方案。交通环网中包括：被保护单元名称保护功能配置，环网进出线保护，电流纵差保护，光纤中断过流、零流保护，过流、零流一段保护等等多个方面，来制定出一套完整的环网保护配置方案。从而实现从这些方面来对交流开关进行一个全方位的保护管理，在最大程度上确保城市交通供电系统能够正常有序地运行。

（二）环网保护选择性分析

城市轨道交通交流供电系统有着自身的结构特点，所以我们要根据这些结构特点来认真分析、研究。可以得出轨道交通交流供电系统的故障点主要可以归纳分为环网电缆、母线、馈线这三个方面。而可以根据环网电缆、母线、馈线这三个故障点来对环网保护进行选择性分析，能够更好的发现、处理以及避免故障的发生，从而对轨道交通交流供电系统实现有力地保护。

三、城市轨道交通供电系统保护分析

（一）纵联差动保护

纵联差动保护顾名思义就是用通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将两端的电气量传送到对端，比较两端的电气量以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。不难看出纵联差动保护可以很好地保障轨道交通供电系统电能的运输，并且还可以有效避免故障的发生，在故障发生时也可以进行及时的有效处理。纵联差动保护是一种新型的保护方式，运用到了互联网通信技术，能够对输电线进行故障诊断和处理，避免了人为因素的影响，相对于传统的保护方式有着极大的优势。

例如：在城市轨道交通供电系统中的地铁供电系统中，在进行纵联差动保护的过程中，为了让纵联差动保护最大程度发挥其作用，可以将被保护线路及变压器两端采用同型号的数字互感器，这样就能在交通供电系统发生短路时的最大不平衡电流很小，有效地减少过电流保护因灵敏度低、动作时间长而产生的损失作为输电线路的主保护，其动作电流按照躲开外部短路时的最大不平衡电流进行整定。这样一来就可以运用纵联差动保护来对轨道交通系统进行全面的保护，及时地发现和处理故障。

（二）相间电流保护

城市轨道交通供电系统保护的另外一个重要部分就是相间电流的保护，而相间电流保护又分为电流速断保护和限时电流速断保护。而电流速断保护是相间电流保护中的第一段保护，是针对反应于本段短路电流幅值增大而瞬时动作的电流的保护，保护范围比较小。相间电流保护的另外一个部分为限时电流速断保护，限时电流速断保护是相间电流保护中的第二段保护，是用于切除本段线路速断保护范围以外的故障，作为下一段线路速断保护的后备带时限动作的保护，按照下一段线路电流速断 保护整定值乘以可靠性配合系数来整定。通过电流速断保护和限时电流速断保护二者的共同作用，有力地对相间电流进行有效地保护，从而保护城市轨道交通供电系统。

例如：地铁供电系统中，将定时限过电流保护作为相间短路的后备保护，系统正常运行方式下，最大负荷电流不会出现大幅度变化，且线路段数较少，时限配合也较少，其启动电流按照躲开最大负荷电流进行整定，启动后出口动作时间是固定的整定时间。在地铁输电线路保护整定过程中，因为地铁中各变电站之间线路不能太短，要求不超过四千米，相应的每段保护长度不能大于十千米。如果运用传统的保护方式来对线路中第一段进行保护整定后，进行保护范围校验时结果就会出现负数，最小保护范围与要求恰好相反，所以运用传统保护方法已经行不通了。而如果运用限时电流速断保护对线路进行保护，按照保护间的配合整定后，同一段线路中的第二段保护整定值有时就会出现大于第一段保护的整定值，从而保护范围小于第一段保护，失去第二段保护的意义。而运用电流速断保护就可以对保护范围进行合理有效地保护控制，所以我们遇到这种情况的时候不能想当然就选择保护方式。我们要根据不同的情况来具体分析，选择合适的保护措施，这样才能到达最好地保护效果，更加有效地对轨道交通供电系统进行保护。

总结：轨道交通系统每天都搭载着许多的人群，为了保证群众的安全，就需要对轨道交通系统进行保护。而对城市轨道交通系统进行保护首先就需要对轨道交通供电系统交流开关进行有效地保护。这就需要建立一套完整的网络化保护方案，来保障轨道交通系统正常的运行。同时也要要求相关人员能够清楚地了解城市轨道交通供电系统的情况和特点，并且能够及时有效地处理突发情况，避免出现人员伤亡和财产损失。

参考文献：

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[2] 余龙. 城市轨道交通中压环网继电保护方案的优化设计. 华南理工大学.

[3] 王婷. 浅谈城市轨道交通牵引供电系统的继电保护配置[J]. 山东工业技术, 2019, 291(13):200.

本文为重庆市科技局技术创新与应用示范专项产业类重点研发项目《双流制轨道交通车辆研究及应用示范》（cstc2018jszx-cyzdX0060）的研究成果。