地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案淺析

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摘要：地鐵是許多城市公共交通的重要手段，為人們出行提供了便利。在地鐵運(yùn)行過(guò)程中，需要有可靠的供電系統(tǒng)支持，地鐵供電系統(tǒng)及線路復(fù)雜程度較高，覆蓋范圍廣，對(duì)繼電保護(hù)的要求也相對(duì)較高。本文將圍繞地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：軌道交通;供電系統(tǒng);繼電保護(hù);方案

引言：地鐵是我國(guó)目前發(fā)展較為迅速、便利性較高的城市交通手段之一，其運(yùn)行依靠電力，供電系統(tǒng)質(zhì)量直接影響地鐵運(yùn)行質(zhì)量，因此繼電保護(hù)至關(guān)重要。而目前地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方面仍存在不足，安全性與穩(wěn)定性有待提升。下面，筆者將針對(duì)地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)表一些淺略的見(jiàn)解。

一、地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案

（一）線路保護(hù)

地鐵供電系統(tǒng)由大量線路組成，線路保護(hù)的重要性突出，一旦線路出現(xiàn)故障如單相接地故障、兩相接地故障、兩相短路故障、三相短路故障、間歇性故障或高阻故障等，造成線路跳閘停電，將影響地鐵運(yùn)行，降低交通質(zhì)量。目前我國(guó)地鐵供電線路的線路保護(hù)主要由縱聯(lián)差動(dòng)和選跳保護(hù)組成，其中縱聯(lián)差動(dòng)是較為常用的線路保護(hù)手段，以進(jìn)出線電流采集量向量合成為基礎(chǔ)進(jìn)行判定，能夠較為及時(shí)的發(fā)現(xiàn)線路故障問(wèn)題。而選跳保護(hù)則是在傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合高新數(shù)字通信裝置進(jìn)行故障判定，具有較高的精確度和科學(xué)性。

（二）低壓供電系統(tǒng)保護(hù)及電壓電流保護(hù)

低壓供電系統(tǒng)即指400伏電壓等級(jí)設(shè)備保護(hù)，由過(guò)流裝置和速斷保護(hù)組成，屬于我國(guó)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，其主要由電壓保護(hù)和電流保護(hù)組成。地鐵在運(yùn)行過(guò)程中不能脫離電力支撐，為保證地鐵的正常運(yùn)行，使其在正常電壓范圍內(nèi)工作，供電系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)安裝檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到供電系統(tǒng)電壓低于額定電壓，并延時(shí)2秒左右時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)失壓跳閘，以此避免地鐵超負(fù)荷運(yùn)作，出行更嚴(yán)重的運(yùn)行事故。而電流保護(hù)則是地鐵供電系統(tǒng)中最基本的保護(hù)形式，它以電流流量的采集和分析作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并利用技術(shù)設(shè)備和手段進(jìn)行精密計(jì)算，當(dāng)電流流量過(guò)低或過(guò)高、接地線出現(xiàn)故障時(shí)，可以此為依據(jù)設(shè)置零序保護(hù)，進(jìn)行快速斷流保護(hù)，防止地鐵運(yùn)行發(fā)生意外事故。

（三）變壓器保護(hù)

變壓器是地鐵供電系統(tǒng)的重要組成部分，能夠根據(jù)地鐵運(yùn)行需求，靈活調(diào)整電壓。變壓器工作狀態(tài)直接影響地鐵運(yùn)行質(zhì)量，當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，將會(huì)造成大范圍停電，導(dǎo)致地鐵無(wú)法運(yùn)行。目前我國(guó)地鐵供電系統(tǒng)使用的變壓器有兩種，分別是三相油浸式電力變壓器和三相環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器。這兩種變壓器的分工有所不同，三相油浸式電力變壓器保護(hù)由差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)、電流保護(hù)、接地保護(hù)、壓力釋放保護(hù)等組成，主要應(yīng)用于主變電站中的主變壓器，而三相環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器保護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，由電流速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、溫度保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)組成，在動(dòng)力變壓器和整流變壓器中使用較廣。

二、如何優(yōu)化地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置

（一）加強(qiáng)變壓器保護(hù)

變壓器是地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要組成元件，在內(nèi)部保護(hù)和外部保護(hù)方面具有重要作用，直接影響地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的質(zhì)量及地鐵運(yùn)行的穩(wěn)定性，由此看來(lái)，加強(qiáng)變電器保護(hù)，是優(yōu)化地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重點(diǎn)。

在加強(qiáng)變壓器保護(hù)的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)設(shè)計(jì)人員需要積極展開(kāi)設(shè)計(jì)分析，深入勘察地鐵安裝區(qū)域各項(xiàng)因素，考慮到安裝選址不同對(duì)變壓器造成的影響，制定選擇最佳的變壓器保護(hù)方案。例如，在北方地區(qū)或陰雨天氣較多的地區(qū)，變壓器遭遇雷擊事故的概率較高，需要改善變壓器工作環(huán)境，采取一定的避雷措施?；蛟谔鞖鉁囟冗^(guò)高時(shí)，變壓器超負(fù)荷運(yùn)作，可能出現(xiàn)零部件升溫，導(dǎo)致線路短路跳閘的溫度，設(shè)計(jì)師要采取一定措施，或安裝降溫設(shè)備，及時(shí)降低變壓器溫度。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還要做好變壓器損壞的處理方案，變壓器損壞后可能造成大范圍停電，導(dǎo)致地鐵停運(yùn)，設(shè)計(jì)師要及時(shí)的恢復(fù)地鐵系統(tǒng)供電，保證地鐵正常運(yùn)行。在繼電保護(hù)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格做好線路規(guī)劃和變壓器布置、保護(hù)工作。降低變壓器發(fā)生故障概率，從根本上提升地鐵運(yùn)行質(zhì)量。

（二）保護(hù)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)

相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)地鐵建設(shè)行業(yè)發(fā)展較晚，技術(shù)水平相對(duì)較低，仍存在許多不足亟待解決。在地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，要做好繼電保護(hù)工作，首先可以采用環(huán)網(wǎng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方法，來(lái)達(dá)到保護(hù)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的目的。環(huán)網(wǎng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方法具有靈敏度、精確度、可靠性、科學(xué)性較高的優(yōu)勢(shì)，能夠有效的對(duì)地鐵供電系統(tǒng)電路進(jìn)行保護(hù)，確保地鐵安全運(yùn)行。其次，還可以采用分相電流差動(dòng)一類單線保護(hù)方式，對(duì)供電系統(tǒng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并反饋到后臺(tái)工作人員中，進(jìn)行及時(shí)有效的處理。將靈序過(guò)電流保護(hù)作為一種后備保護(hù)方法，以此作為線路差動(dòng)的后備保護(hù)，結(jié)合縱聯(lián)差動(dòng)的方式對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中的各輸電電流、變壓器及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，達(dá)到提高地鐵供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

（三）優(yōu)化倒送電運(yùn)行過(guò)程

目前我國(guó)地鐵供電系統(tǒng)普遍采用雙邊供電模式，具有一定的穩(wěn)定性和完備性。但如果采用倒送電方式?？墒褂媚媪鞅Ｗo(hù)方法，來(lái)保護(hù)地鐵供電系統(tǒng)的安全性。相關(guān)部門(mén)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)地鐵供電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮供電系統(tǒng)中過(guò)電流保護(hù)延時(shí)的特點(diǎn)，結(jié)合地鐵線路分布及相關(guān)機(jī)械設(shè)備布置，合理設(shè)置供電區(qū)域，并在變電所兩側(cè)安置備用供電設(shè)備，當(dāng)主供電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，備用供電設(shè)備可起到替補(bǔ)作用，及時(shí)投入使用，保證供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，避免造成地鐵停運(yùn)問(wèn)題。利用倒送電運(yùn)行，能夠巧妙化解傳統(tǒng)雙邊供電模式存在的問(wèn)題，從根本上優(yōu)化了地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)。

總結(jié)：地鐵是我國(guó)城市目前使用量較高的軌道交通工具，直接影響人們的交通出行質(zhì)量。做好地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)工作至關(guān)重要，相關(guān)部門(mén)要積極采取措施，制定優(yōu)化地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案，利用高新技術(shù)設(shè)備及手段，解決地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)中存在的不足，優(yōu)化繼電保護(hù)裝置，切實(shí)提高地鐵供電系統(tǒng)質(zhì)量，以此提升地鐵運(yùn)行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]左汝杰.地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式及特點(diǎn)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019.

[2]李浩.地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算軟件設(shè)計(jì)[D].西南交通大學(xué)，2019.

[3]程晉然， 朱麗嬌.第三軌地鐵供電系統(tǒng)直流沖擊特性與繼保配合[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2019.

[4]趙俊恒.地鐵供電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定研究[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2020.