地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探讨

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　　摘    要：伴随着城市化进程的快速发展，城市交通问题日渐显著，地铁作为一种地下交通运输工具悄然兴起，但地铁机车采用的供电系统与我们日常生活以及工作中的供电系统存在着很大的差别，主要是以直流牵引进行供电，所以这就对其供电过程中的可靠性以及安全性提出了较高的要求，因为它关乎着地铁的正常运行。
　　关键词：保护技术;地铁;牵引供电系统;短路故障
　　1  前言
　　随着我国经济的快速发展，越来越多的人由农村涌现城市，导致城市交通行业面临着巨大的压力，地铁的兴起在一定程度上有效的缓解了交通压力，而地铁在运行的过程中主要是依靠于直流牵引进行供电，所以保障地铁牵引供电系统安全、稳定作为重中之重，必须要给予足够重视。
　　2  地铁牵引供电系统分析
　　①直流牵引供电系统作为地铁运行的主要动力，它能够为地铁的运行输送源源不断的电能，而地铁直流牵引供电系统主要是由两部分组成：架空接触网和牵引变电站，其最大的特点是不会轻易受到外界的干扰而且也易于控制，所以这也是直流牵引供电系统在地铁中被得以广泛的应用的主要原因。②短路故障在地铁直流牵引供电系统中属于一种十分常见的故障，而且它所产生的危害要远远大于其他几种故障，这种故障的产生通常与其性质和故障发生的位置有着较大的关联，但是在日常工作中地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的形式也具有多样性，其主要的作用是在产生故障电流时能够在第一时间实现切除故障，从而达到保护设备并能在切除故障后实现快速的恢复供电，以避免对地铁的正常运行造成影响。
　　3  地铁牵引供电系统直流馈线保护技术分析
　　3.1  接觸网热过负荷保护
　　接触网热过负荷保护的主要作用是为了对供电系统中较为薄弱的设备实施保护，由于地铁在持续运行过程中所产生的大电流会导致牵引网内部温度急剧升高，而一些较为薄弱的设备会由于发热量过大从而导致设备发生损坏，接触网热过负荷保护会作出反应达到保护这些设备的目的。其主要的保护原理：对接触网的电流整定值进行计算，可以根据接触网的长度以及电阻率和截面积等重要参数计算得出，然后将整定值与实际流经接触网的电流值作比对，一旦高于整定值，那么接触网热过负荷保护会立即作出保护动作，并进入到延时阶段，而在延时阶段中，电缆温度仍然超过整定值进而会发出跳闸指令。
　　3.2  大电流脱扣保护
　　大电流脱扣保护属于一种自带开关保护，其主要作用是对短路故障实施快速切断，以避免由于大电流故障对相关的设备造成实际性的破坏，所以当动作电流低于短路电流时，这时大电流吐脱扣保护会做出反应，立即切断电流，没有延时性，而且这种大电流脱扣保护在近端短路故障中可以用作于主保护。
　　3.3  定时过电流保护
　　当供电线路中小电流发生故障时，定时过电流保护会立即做出反应将故障予以清除，这就是定时过电流保护的主要作用，通常而言，定时过流保护作为DDL保护的后备保护，能够在一定程度上实现快速切除远端短路故障的目的，具有延时性，所以务必要保障切除时间短，与此同时，当直流馈线短路电流值>最大电流设定值时，此时会立即作出跳闸保护，以达到清除故障的目的，在此过程中需要注意的是，当地铁在正常、稳定的运行过程中，将直流供电充当于变电所内直流馈线并且在已经产生了故障的情况下时，反向电流会立即作出反应，将故障予以快速清除。
　　3.4  框架泄漏保护
　　一旦地铁牵引变电所内发生短路故障，此时设备会遭受损坏，作业人员的生命安全也无法得到保障，所以必须要为地铁供电系统配置框架泄露保护，并以此来保障设备与人员的安全。下图1为框架泄漏保护接地方式。框架泄漏保护主要由两部分共同组合而成，即电流、电压检测元件，通常而言，当地铁在持续运行的过程中时电流检测元件并不会有电流经过的显示，如若发生故障电流时，接地电流会逐渐升高并在高于整定值时框架泄漏保护会立即做出反应，保护跳闸。跳闸和报警装置则是构成电压检测元件的重要组成部分，当产生故障电流并且高于整定值，同样的也会发生跳闸进行保护。
　　3.5  双边联跳保护
　　A、B两个变电所是同时连接到相同的一个接触网上的，一旦发生短路故障时，会纷纷发生跳闸以避免由于故障而带来的不利影响，进而达到安全、稳定的持续性供电，双边联跳保护接地方式如下图2所示。具体来说，当相邻的两个牵引变电站在为同一接触网提供持续性的供电过程中，如若某个变电所发生了短路故障时会立即向另一个变电所传递跳闸信号，从而达到跳闸保护的目的。
　　3.6  自动重合闸
　　在地铁运行的过程中，直流牵引供电系统可以为之提供源源不断的电能，但是在这个过程中会产生瞬时性故障，并且只有将瞬时性故障予以清除之后才可以对断路器进行合闸，从而达到为地铁运行提供持续性供电的目的，在对断路器进行重合闸时必须要确保自动重合闸设备的质量，如若是带有故障的重合闸会在一定程度上缩短设备的使用寿命，另外，如若自动重合闸的保护次数过多并且已经远远高于界定值，则表明为永久性故障，那边应当进行闭锁重合闸回路。
　　4  结束语
　　综上所述，为确保在地铁的运行过程中能够持续的供电，所以会加载多种直流保护措施，虽然能够在一定程度上实现快速切除短路故障的目的，但是在实际的工作中仍然可以发现许多小电流短路故障和正常运行电流之间存在难以区分的现象，因此这就需要相关的技术人员务必要深入分析，以确保故障能够快速的被保护装置所识别。
　　参考文献：
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　　[2] 王鸿.地铁牵引供电系统自动重合闸探讨[J].电子世界，2017（15）：47+49.
　　[3] 崔洪敏. 城市轨道直流牵引供电系统短路特性研究[D].西南交通大学，2019.
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