地鐵供電系統(tǒng)中低壓開關(guān)繼電保護(hù)匹配分析

李云鵬

【摘? 要】本文闡述了某地鐵變電所 33kV 饋線開關(guān)和 0.4kV進(jìn)線開關(guān)主要繼電保護(hù)類型的現(xiàn)有配置情況和存在的匹配問題;探討了電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、短路瞬時保護(hù)和短延時保護(hù)的理論計算方法，并提出整定電流匹配系數(shù)用于表示中壓饋線開關(guān)保護(hù)與低壓進(jìn)線開關(guān)保護(hù)的匹配情況;對某地鐵變電所中壓饋線開關(guān)與低壓進(jìn)線開關(guān)的繼電保護(hù)定值進(jìn)行計算，并將理論計算結(jié)果與原有情況進(jìn)行對比，提出整改建議。

【關(guān)鍵詞】地鐵;供電系統(tǒng);保護(hù);方案;低壓開關(guān)

1繼電保護(hù)在地鐵供電系統(tǒng)中的作用

1.1繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置主要是由下面三部分組成，第一、測量部分，其能夠針對被保護(hù)設(shè)備輸入的信號進(jìn)行測量，同時分析、對比已經(jīng)給定的數(shù)值，由此對被保護(hù)裝備的運(yùn)行情況作出反應(yīng)，判斷其是否處于正常的工作狀態(tài)中。第二、邏輯部分，其主要是判斷被保護(hù)裝備的當(dāng)時工作情況，具體是根據(jù)測量元件的組合方式、輸出量大小、或者是性質(zhì)等等，從而判斷被保護(hù)裝置的動作情況。第三、執(zhí)行部分，在邏輯部分傳遞完信號之后，其會做出相應(yīng)的動作，完成被保護(hù)裝置的保護(hù)任務(wù)。

1.2繼電保護(hù)的基本任務(wù)

第一，在電氣設(shè)備出現(xiàn)問題時，其可以通過斷路器，在第一時間快速、自動、準(zhǔn)確的切除故障設(shè)備，保護(hù)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使其他無故障部分可以順利工作，避免受到影響。第二，繼電保護(hù)還可以對電氣設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，做到準(zhǔn)確的反應(yīng)。其可以自動發(fā)出信號，當(dāng)工作人員接收到信號之后，可以快速做出應(yīng)對手段。對于不正常工作情況的反映，通常來說可以有一定的延時。第三，繼電保護(hù)還可以合理搭配一些自動裝置，以此在發(fā)生線路故障時，第一時間對故障線路進(jìn)行修復(fù)，保證其運(yùn)行正常性和穩(wěn)定性。

2繼電保護(hù)和軌道交通概述

繼電保護(hù)主要指的是，對電力系統(tǒng)故障和危及安全的異常情況進(jìn)行分析，從而論述其處理措施的反事故自動化對策。繼電保護(hù)裝置為了實現(xiàn)其任務(wù)，在技術(shù)方面，必須具有選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的特征。軌道交通具體來說就是，運(yùn)營車輛要在制定軌道上面運(yùn)行的一種交通工具或者一種運(yùn)輸系統(tǒng)。最具有代表性的軌道交通主要是由傳統(tǒng)火車和標(biāo)準(zhǔn)鐵路所形成的鐵路系統(tǒng)。

3繼電保護(hù)定值理論計算方法

3.1中壓饋線開關(guān)保護(hù)整定

3.1.1電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是動力變壓器高壓繞組、引出線套管以及饋線中壓電纜相間故障的主保護(hù)。需躲過變壓器0.4kV出口三相短路故障，同時需躲過變壓器空載合閘時的勵磁涌流，一般勵磁涌流為5～10In，二者取大者為整定值。保護(hù)靈敏系數(shù)不小于2.0，時限T=0.1～0.2s。按躲過動力變壓器低壓側(cè)三相短路的短路電流整定，即最大運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)三相短路時，流過高壓側(cè)（保護(hù)安裝處）的短路電流。忽略上一級系統(tǒng)短路阻抗，最大三相短路電流見式（1）：

當(dāng)靈敏度系數(shù)>2，表明整定值滿足靈敏度校驗。

3.1.2過電流保護(hù)

過電流保護(hù)按躲過變壓器最大負(fù)荷電流整定，動作時間與變壓器低壓側(cè)進(jìn)線開關(guān)動作時間相配合。時限T=T0.4kV+0.1s。整定值見式（6）：

式中：Krel為可靠系數(shù)，用于過電流保護(hù)時，一般取1.2或1.5;Kjx為接線系數(shù)，相電流接線時取1，兩相電流差接線時取姨3;Kgh為過負(fù)荷系數(shù)，考慮電動機(jī)自啟動，可取1.5～3;Kre為微機(jī)綜合保護(hù)裝置的返回系數(shù)，一般取0.85～0.9。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)，按最小運(yùn)行方式下，變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路時，流過高壓側(cè)（保護(hù)裝置安裝處）的穩(wěn)態(tài)電流校驗。

當(dāng)靈敏度系數(shù)>1.5，表明整定值滿足靈敏度校驗。

3.2低壓進(jìn)線開關(guān)保護(hù)整定

3.2.1短路瞬時保護(hù)

按變壓器低壓側(cè)三相短路整定，與高壓側(cè)和低壓饋線保護(hù)配合，瞬時短路定值需低于變壓器高壓側(cè)電流速斷保護(hù)整定值，計算時以靈敏度基準(zhǔn)，同時考慮與饋線的配合，時限T=0～0.1s。按0.4kV母線發(fā)生兩相短路電流，保護(hù)的靈敏度系數(shù)大于或等于2進(jìn)行整定。兩相短路電流見式（9）

3.3 算例分析

根據(jù)以上理論計算方法，對某地鐵變電所中壓饋線開關(guān)與低壓進(jìn)線開關(guān)的繼電保護(hù)定值進(jìn)行計算，并將理論計算結(jié)果與原有情況進(jìn)行對比，如表所示。綜合對比電流速斷保護(hù)和短路瞬時保護(hù)可見，理論計算相對原有配置情況來說，短路瞬時保護(hù)的靈敏度、33kV 饋線開關(guān)與 0.4kV 進(jìn)線開關(guān)上下級匹配程度較高（θ=2.77）。但是，現(xiàn) 有 配 置 情 況 同 樣 符 合 匹 配 要 求（θ=1.44>1），因此尚可不用更改原有定值。33kV 饋線開關(guān)與 0.4kV 進(jìn)線開關(guān)保護(hù)定值不匹配（θ=0.3），需要進(jìn)行更改。過電流保護(hù)和短延時保護(hù)定值可按照理論計算結(jié)果進(jìn)行更改。

結(jié)語：總而言之，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和完善的基礎(chǔ)上，供電繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的運(yùn)用得到越來越多人的重視和關(guān)注，在軌道交通不斷發(fā)展的前提下，地鐵供電繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的使用也越來越普遍，因此要科學(xué)合理的分析網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，在此前提下，保證地鐵供電繼電保護(hù)裝置功能的實現(xiàn)，進(jìn)而為地鐵的發(fā)展和進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]唐潔.地鐵直流牽引系統(tǒng)的繼電保護(hù)和雙邊聯(lián)跳的應(yīng)用[J].上海電氣技術(shù)，2014，7（03）：29-34.

（作者單位：天津軌道交通運(yùn)營集團(tuán)有限公司）