浅析地铁供电系统继电保护方案

浅析地铁供电系统继电保护方案

杨健

（中铁电气化局集团有限公司北京市丰台区100036）

摘要：为缓解交通压力，地铁逐步成为了城市交通的主要载体，其对电能的需求很高，一旦地铁的供电系统稳定性和安全性受到威胁，将直接导致地铁难以正常运行。因此，地铁供电系统的继电保护工作越发受到人们的重视。要想提高地铁供电系统的稳定性及安全性，必须在地铁供电系统的特点基础上，对供电系统的继电保护方案进行深入研究，提出合理的改进方案。

关键词：地铁；供电系统；继电保护；方案

地铁在运行的过程中，稳定的供电系统能够保障运行安全，因此地铁的供电系统必须要具备极强的稳定性和安全性。由于地铁的供电线路多而复杂，因此对于继电保护工作的要求也就相对较高。在修建地铁时，要充分考虑到继电保护的问题，进而对供电系统以及供电线路进行合理布置，对继电保护的相关装置进行规范化配置工作，以此来提高供电系统的稳定，继而保障地铁系统的安全运行。

1.地铁供电系统继电保护的必要性

1.1提高地铁系统的整体稳定性

作为国家发展的重要组成部分，地铁建设是我国一直不断推进的一项重大工程，地铁系统运行过程中，对电能的需求量大，且相关线路多而复杂，因此地铁供电系统的继电保护显得尤为重要，只有不断采取积极手段来进行完善，才能提高地铁供电系统的稳定安全运行。

1.2完善地铁的供电体系

在地铁系统上，继电保护能够对供电系统起到完善的作用，保障地铁综合运营效果。比如，暴雨雷电是影响供电系统正常运行的主要天气因素，当地铁在运营中，遇到了突发的暴雨雷电情况，很容易让地铁运行的供电体系稳定性受到影响。尤其是低洼地区的地铁运营，连续的暴雨天气会直接导致积水的出现，这对于供电体系来讲都是非常大的挑战。

只有不断加强继电保护工作，第一时间对外界的天气以及总站发出的警报做接收工作，随后利用电力自动化技术把地铁上的供电系统做相应的调整，才能保证地铁运行的安全性，降低电力设备损坏的几率，同时也给抢修工作带来了更多的便利。此外，继电保护系统还能够在电力出现故障后，第一时间对其他的电力设备及线路进行保护处理，能够降低供电体系的内部损失。

2.地铁供电系统的特点

第一，地铁供电系统与其他供电系统不同，在地铁供电系统中，各个配电站之间的间距应保持在4km之内，这样一来其他供电系统的继电保护方案便不再适用于地铁的供电系统，因此要对地铁供电系统的继电保护方案进行优化和完善；

第二，地铁运营是缓解交通压力的有效途径，一旦发生故障无法运营，将会给整个城市的交通带来影响。因此，在地铁供电系统中，主变压器要能够满足变电站要求的基础上，保证在某个环节出现了故障时，主变压器能够独立承担起地铁运营系统的供电行为，这样才能保障运营的稳定性；

第三，在地铁系统运营时，会出现两相短路故障不被允许，因此在地铁运营阶段，要建立好供电系统的继电保护方案，来对地铁运营系统进行保护措施，避免因地铁供电系统的故障导致地铁运营出现故障，降低故障带来的损失。

3.地铁供电系统线路保护分析

当地铁供电系统发生相间短路故障后，相关的工作人员能够运用当前速断电流的方式来让地铁的供电系统保持稳定和安全，避免在电力系统发生故障后出现二次损失和伤害。当速断电流的方法已经没办法满足地铁供电系统的需求时，就需要采用主保护和后壁保护双重保护措施，以保证线路在纵联保护的保护措施不高的时候，能够及时进行过流保护，来让地铁的供电系统保护效果达到最佳。

4.地铁供电系统继电保护方案

4.1完善继电保护配置

现如今无论是从理论还是技术，地铁供电系统的继电保护都是可行并且能够在发展中创造更高价值的。但若想更好地推动地铁供电系统的继电保护工作，必须要采取先进的科技手段，不断创新继电保护方案，完善继电保护配置。继电保护的根本工作在于电力系统在运行过程中相关的电气设备出现故障后，继电保护装置能够根据故障产生的位置以及元件来判断故障对整个电力系统的危害程度，继而发出信号、跳闸等，避免误动作造成更多电力设备的损害，最大限度保护电力设备及相关线路。对继电保护的配置进行完善，能够在跟短的时间迅速查找到故障点并将故障元件从系统里切除，尽快回复其他设备的正常运行。

4.2加强继电保护方案的测试工作

对于地铁供电系统继电保护的工作来讲，实施过程中会受到地方差异的特性而不得不采取差异化的手段，但往往相关的方案都会停留在理论层面，要想将继电保护方案更好地在现实工作中开展，必须要加强对继电保护方案的测试工作。

在对继电保护方案进行测试工作前，首先要对测试的环境进行观察，了解地铁的供电系统继电保护方案是否会受到外力的影响，在外力影响下，供电系统是否能够正常稳定运行，发生故障的周期以及测试期间出现的突发情况，都是要进行统计的；其次，要做好影响因素的测试工作。地铁供电系统在运行过程中难免会受到外界因素的影响，在测试中，能够清楚了解到外界因素的影响程度，从中找出继电保护方案中存在的漏洞进行改进；最后在对继电保护方案进行测试后还要做出试运行，以此来搜集更多的数据信息，巩固地铁供电系统运行的稳定性和安全性。

4.3加强变压器的保护工作

在地铁供电系统中，变压器是非常重要的元件，一旦发生故障，将影响整个供电系统的正常运行。因此在工作中要加强对变压器的保护工作，可以从内部保护和外部保护两方面努力，在对变压器进行保护工作时，积极开展设计分析，来寻找出影响较大的因素。例如，北方地区多雷雨天气，整个供电系统都会受到雷击的影响，变压器在雷雨天气极易出现故障，这个时候就要考虑如何改善变压器周围的环境，加强线路的规划以及变压器的合理安置，以此来降低故障发生的机率，提高系统稳定性。

4.4交直流保护的相互配合

①直流保护配合

地铁车辆在启动时的电流值是整个牵引供电系统直流侧正常运行中的最大电流值，各个保护整定值的设定是直接以最大电流值为参考，因此在对继电保护的配合设计中，一定要计算好车辆启动时的最大电流以及电流上升率。

②交流故障分析

如今的地铁在电力传动上选择的是交流传动，其中交流传动系统中又包含着牵引电机、辅助电器以及逆变器等。为了能够迅速判断系统的稳定性，需要准确判断出交流短路故障时电流产生的机理以及变化。交流侧的短路故障一般分为相间短路、单相接地短路、变压器内部匝间的短路等，掌握好各种短路情况的电流波形，也是研究继电保护的基础。

结语：

地铁供电系统由于自身的特性会导致对供电系统稳定性的需求越来越高，电力系统的复杂性直接影响着供电稳定的情况。在我国，地铁供电系统继电保护方案尚存在一些不足，相关的部门要能够结合地铁供电系统的实际情况，来对继电保护方案进行合理的设计和优化，不断学习新的理论和技术，来维护好地铁供电系统的稳定运行，确保地铁运营不会受到电力故障的影响。

参考文献：

[1]孙梓博．地铁供电系统继电保护方案研究［J］．城市建设理论研究(电子版)，2017，(22):13-14．

[2]仵敏敏．地铁供电系统继电保护方案研究［J］．城市建设理论研究(电子版)，2017，(01):28-29．

[3]杨炼，范春菊，孙陈勇．地铁供电系统继电保护方案研究［J］．供用电，2012，29(01):51-54+72．

[4]刘超．地铁供电系统继电保护方案研究[J]．科技风，2015（15）.

[5]魏冲，李国玉．地铁供电系统继电保护方案研究[J]．工业b，2015（24）.

[6]李斌冰.简析地铁供电系统电流选跳保护及方案优化[J].科技创新与应用，2017，08:220.