地铁供电系统继电保护方案浅析

张元君

摘要：地铁是许多城市公共交通的重要手段，为人们出行提供了便利。在地铁运行过程中，需要有可靠的供电系统支持，地铁供电系统及线路复杂程度较高，覆盖范围广，对继电保护的要求也相对较高。本文将围绕地铁供电系统继电保护方案进行研究。

关键词：轨道交通;供电系统;继电保护;方案

引言：地铁是我国目前发展较为迅速、便利性较高的城市交通手段之一，其运行依靠电力，供电系统质量直接影响地铁运行质量，因此继电保护至关重要。而目前地铁供电系统继电保护方面仍存在不足，安全性与稳定性有待提升。下面，笔者将针对地铁供电系统继电保护发表一些浅略的见解。

一、地铁供电系统继电保护方案

（一）线路保护

地铁供电系统由大量线路组成，线路保护的重要性突出，一旦线路出现故障如单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障、三相短路故障、间歇性故障或高阻故障等，造成线路跳闸停电，将影响地铁运行，降低交通质量。目前我国地铁供电线路的线路保护主要由纵联差动和选跳保护组成，其中纵联差动是较为常用的线路保护手段，以进出线电流采集量向量合成为基础进行判定，能够较为及时的发现线路故障问题。而选跳保护则是在传统过流保护的基础之上，结合高新数字通信装置进行故障判定，具有较高的精确度和科学性。

（二）低压供电系统保护及电压电流保护

低压供电系统即指400伏电压等级设备保护，由过流装置和速断保护组成，属于我国传统的继电保护装置，其主要由电压保护和电流保护组成。地铁在运行过程中不能脱离电力支撑，为保证地铁的正常运行，使其在正常电压范围内工作，供电系统内部会安装检测系统，当检测到供电系统电压低于额定电压，并延时2秒左右时，检测系统会自动触发失压跳闸，以此避免地铁超负荷运作，出行更严重的运行事故。而电流保护则是地铁供电系统中最基本的保护形式，它以电流流量的采集和分析作为数据基础，并利用技术设备和手段进行精密计算，当电流流量过低或过高、接地线出现故障时，可以此为依据设置零序保护，进行快速断流保护，防止地铁运行发生意外事故。

（三）变压器保护

变压器是地铁供电系统的重要组成部分，能够根据地铁运行需求，灵活调整电压。变压器工作状态直接影响地铁运行质量，当变压器出现故障时，将会造成大范围停电，导致地铁无法运行。目前我国地铁供电系统使用的变压器有两种，分别是三相油浸式电力变压器和三相环氧树脂干式变压器。这两种变压器的分工有所不同，三相油浸式电力变压器保护由差动保护、瓦斯保护、温度保护、电流保护、接地保护、压力释放保护等组成，主要应用于主变电站中的主变压器，而三相环氧树脂干式变压器保护相对简单，由电流速断保护、过流保护、温度保护、过负荷保护组成，在动力变压器和整流变压器中使用较广。

二、如何优化地铁供电系统继电保护装置

（一）加强变压器保护

变压器是地铁供电系统继电保护的重要组成元件，在内部保护和外部保护方面具有重要作用，直接影响地铁供电系统继电保护的质量及地铁运行的稳定性，由此看来，加强变电器保护，是优化地铁供电系统继电保护装置的重点。

在加强变压器保护的过程中，相关部门设计人员需要积极展开设计分析，深入勘察地铁安装区域各项因素，考虑到安装选址不同对变压器造成的影响，制定选择最佳的变压器保护方案。例如，在北方地区或阴雨天气较多的地区，变压器遭遇雷击事故的概率较高，需要改善变压器工作环境，采取一定的避雷措施。或在天气温度过高时，变压器超负荷运作，可能出现零部件升温，导致线路短路跳闸的温度，设计师要采取一定措施，或安装降温设备，及时降低变压器温度。同时，设计师还要做好变压器损坏的处理方案，变压器损坏后可能造成大范围停电，导致地铁停运，设计师要及时的恢复地铁系统供电，保证地铁正常运行。在继电保护的过程中，设计师要严格做好线路规划和变压器布置、保护工作。降低变压器发生故障概率，从根本上提升地铁运行质量。

（二）保护环网供电系统

相较于发达国家而言，我国地铁建设行业发展较晚，技术水平相对较低，仍存在许多不足亟待解决。在地铁供电系统运行时，要做好继电保护工作，首先可以采用环网纵联差动保护方法，来达到保护环网供电系统的目的。环网纵联差动保护方法具有灵敏度、精确度、可靠性、科学性较高的优势，能够有效的对地铁供电系统电路进行保护，确保地铁安全运行。其次，还可以采用分相电流差动一类单线保护方式，对供电系统故障进行准确定位，并反馈到后台工作人员中，进行及时有效的处理。将灵序过电流保护作为一种后备保护方法，以此作为线路差动的后备保护，结合纵联差动的方式对地铁供电系统中的各输电电流、变压器及相关设备进行保护，达到提高地铁供电系统稳定性的目的。

（三）优化倒送电运行过程

目前我国地铁供电系统普遍采用双边供电模式，具有一定的稳定性和完备性。但如果采用倒送电方式。可使用逆流保护方法，来保护地铁供电系统的安全性。相关部门设计人员在设计地铁供电系统时，应充分考虑供电系统中过电流保护延时的特点，结合地铁线路分布及相关机械设备布置，合理设置供电区域，并在变电所两侧安置备用供电设备，当主供电设备出现故障时，备用供电设备可起到替补作用，及时投入使用，保证供电系统安全稳定的运行，避免造成地铁停运问题。利用倒送电运行，能够巧妙化解传统双边供电模式存在的问题，从根本上优化了地铁供电系统继电保护。

总结：地铁是我国城市目前使用量较高的轨道交通工具，直接影响人们的交通出行质量。做好地铁供电系统继电保护工作至关重要，相关部门要积极采取措施，制定优化地铁供电系统继电保护方案，利用高新技术设备及手段，解决地铁供电系统继电保护中存在的不足，优化继电保护装置，切实提高地铁供电系统质量，以此提升地铁运行质量。

参考文献：

[1]左汝杰.地铁供电系统的运行方式及特点分析[J].科技创新与应用，2019.

[2]李浩.地铁供电系统继电保护配置与整定计算软件设计[D].西南交通大学，2019.

[3]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].机车电传動，2019.

[4]赵俊恒.地铁供电系统继电保护整定研究[J].消费导刊，2020.