DDL保護在地鐵供電系統中的應用與應急處理

杜漢亭 馬金濤 宋超 易萬軍

摘 要：DDL保護作為地鐵牽引供電中遠距離短路故障的主要保護，在地鐵運營中應用廣泛。本文介紹了DDL保護的動作原理，并從保障運營角度出發，介紹了各種情況下發生DDL故障的應急處理方式，對確保地鐵穩定運行，具有實際意義。

關鍵詞：地鐵，DDL保護，上升率，應急處理

1前言

地鐵直流開關繼保裝置需在供電分區的任何位置出現各類型障時都能快速精確檢測出故障，及時切除故障線路負荷，盡可能地避免其它區段受到影響，同時還要避免列車啟動加速或惰行時產生的大電流而造成的誤跳閘，以提高供電系統穩定性。針對地鐵直流系統的近端短路故障一般采取斷路器本體大電流脫扣保護和過電流保護進行可靠動作，對于線路中的中遠端短路故障主要使用DDL保護進行切除[1]。

作為直流牽引網末端短路主保護的饋線DDL保護，主要檢測饋線電流變化率（di/dt ）及電流的增加量（△I）。目前國內大多數地鐵均采用的是國外的繼電保護裝置，如德國SIEMENS公司的DPU96保護單元，瑞士Secheron公司的SEPCOS保護單元，ADREANZ公司的DCP 106保護單元等，雖然各公司的產品不同，動作邏輯也不盡相同，但是動作原理基本一致[2]。本文介紹了DDL保護動作原理，并從運營角度出發闡述其應急處理方式。

2地鐵牽引供電系統

地鐵供電系統根據站間距不同設置牽引變電所，由中壓環網35kV供電系統經整流變電器降壓為AC1180V，然后通過整流機組獲得列車使用的DC1500V電源。每臺整流機組為兩個三相全橋整流并聯電路，輸出12脈波的DC1500V電源，通常所內兩臺整流機組并聯運行工作。正常運營過程中，牽引網由兩座相鄰牽引所進行“雙邊”供電，故障情況下單座變電所退出，執行單邊供電或合上越區隔離開關進行“大雙邊”供電。

3直流饋線DDL保護

DDL保護主要采用電流上升率與電流增量兩種電流特征量提取原理，分別通過合理設置延時將兩種方法相結合，使電流上升率成為保護啟動與返回的判據，不同大小的電流增量與延時相配合作為故障判據，從而形成兩個獨立的DDL Delta I與DDL Delta T保護，分別針對直流饋線發生中近及中遠距離短路故障。

通過分析饋電電流上升率di/dt、電流增加的時間及電流增量。將測量的di/dt與E和F比較。若測量di/dt >E，則開始測量電流增量Delta I并計時。如果在檢查到Delta Imax或Tmax前，di/dt

（1）DDL + Delta I保護

如果測量值Delta I >Delta Imax，且時間t>t Delta Imax時，則發出DDL + Delta I跳閘信號。如果在檢查到Delta Imax前，di/dt

（2）DDL + Delta T保護

如果計時時間t>Tmax，且電流增量Delta I >Delta Imin時，則發出DDL+Delta T跳閘信號。如果在檢查到Delta Imin前，di/dt

4 DDL保護動作應急處理

地鐵運營供電系統故障或事故的搶修必須以“先通后復”為原則。直流饋線開關設置自動重合閘功能，若出現DDL保護動作，從故障結果出發，可分為自動重合閘成功和重合閘不成功的情況。

針對饋線開關DDL保護動作，重合閘成功的情況。非運營時段，可對跳閘的開關進行詳細檢查和處理，必要時還需檢查對應的上網電纜。結合區間接觸網（軌）、以及跳閘時刻該供電區間運行車輛的檢查情況，對故障進行全面綜合地分析。若故障發生在運營時段，采用就近原則，安排值班人員到所內檢查，確認保護信息，查看變電設備有無一次故障，必要時留人觀察，向行調申請列車限速或降對的建議，同時安排接觸網專業人員登乘巡視，根據檢查結果考慮安排人員在運營結束后排查接觸網（軌）的情況。

針對饋線開關DDL保護動作，如果重合閘不成功：

若直流小車跳閘的變電所是無人值班，且相鄰牽引所也無人的，應采用越區供電或其它方式恢復供電。

如果故障出現在非運營時段，則變電專業及接觸網專業可參照重合閘成功檢查內容進行處理。如果故障發生在運營期間，若供電分區接觸網失電，PSCADA或綜合監控系統運行正常，可嘗試對開關試送電；如果為下列情況之一的，則不建議進行試送電：（1）主跳所出現消防報警但未確認；（2）停電區間內有電客車，且未降弓；（3）經過變電所檢查或區間登乘，發現變電設備或接觸網（軌）存在異常情況；（4）故障發生后，接觸網（軌）為單邊供電方式，列車運行正常。

經過對開關保護裝置跳閘錄波文件進行分析，若電流波形為尖峰脈沖（故障持續時間10ms以下），可初步判斷為電流采樣故障，建議在運營時段退出電流型保護，運營結束后進行詳細檢查。若電流波形滿足DDL保護跳閘曲線，可參照以下步驟進行判斷。

若主跳所試送電一次不成功，則分開主跳所跳閘開關對應的上網刀閘，對跳閘開關和聯跳所開關進行試送電。如果試送主跳所開關成功，試送聯跳所開關不成功，則分開聯跳所跳閘開關對應的上網刀閘，然后再試送一次聯跳所開關，若試送成功即可判斷故障點在接觸網（軌）處，需及時組織人員搶修，在接觸網（軌）故障未處理完畢前，不能對接觸網（軌）進行送電。如果試送聯跳所開關成功而主跳所開關不成功，則可判斷故障點為主跳所上網電纜或上網開關本體處，此時可對接觸網（軌）進行單邊供電或越區供電。

5 結束語

本文對DDL保護的動作原理進行了介紹。同時對運營過程中出現DDL保護動作時的應急處理方式進行了闡述，對提高供電質量，保障地鐵設備及安全運營，具有實際意義。

參考文獻：

[1] 孟飛. 地鐵直流牽引供電系統饋線保護研究[D]. 華東交通大學，2012.

[2] 黃琳. 地鐵直流饋線DDL保護在工程中的整定計算方法[J]. 電氣化鐵道， 2016：102-104.

[3] 劉臻，丁光發. 直流饋線DDL保護參數的設定[J]. 都市快軌交通， 2005，18（4）：141-142，153.