淺談城市軌道交通牽引供電系統的繼電保護配置

石維昌

摘要：軌道交通運營公司在維護軌道交通設備時要重點加強對交通內部供電系統的維修保護，其中供電系統為列車提供電力能源，并且也保證列車的正常運行。維修人員要重點檢測供電系統內部的故障，在供電系統內部安裝繼電保護設備，提高設備運行的穩定性。

關鍵詞：軌道交通;直流保護;交流保護

當前國內的城市軌道交通給市民帶來較大的通行便利性，也提高了市民乘車的體驗。尤其是國內的地鐵列車有效的減輕了國內的交通擁堵狀況，也減少了城市對外部環境的污染。在城市內部大力的建設地鐵會提高整個城市的交通運行效率，因而軌道交通運營公司要加強對交通設施供電系統的管理維修。

一、軌道交通供電系統的概述研究

國內軌道交通內部的供電系統通常由交流電和直流電構成，供電的設備包含牽引系統變電站、電源、照明系統等部件。國內某城市地鐵列車應用低壓集中供電和高壓集中供電，由外部的專用變電站提供電力資源。并且通過電纜引入列車內部，電源外接時為110千伏，然后經過調壓設備將電壓降至35千伏，再供地鐵列車使用。城市內部的地鐵列車是一種公共設施，直接影響人們的日常通行，如果地鐵列車出現供電問題就有可能給車輛內部的乘客帶來較大的生命安全威脅，也會給軌道交通運營公司帶來財產損失。因此，軌道交通的運營管理人員需要定期開展設備的檢修工作，著重對供電系統進行檢查，保證供電系統的正常運行，為列車提供穩定安全的電力供應。為了保證地鐵列車內部的供電系統安全性需要安裝繼電保護設備，其中繼電保護設備必須具有較強的靈敏性和速度性[1]。

二、交流保護

城市軌道交通系統內部應用的供電系統包含一些外接電源和變電所，以及給列車提供電力能源的電網，并且還包括部分變壓設備和提供列車照明的供電設施。而地鐵列車內部的交流系統需要配置一些過電流保護裝置，以及限速電流的保護設備，并且還會安裝一些定時限電流的設備。給列車安裝一些35千伏的中央母線，電力系統要安裝限電壓保護設備。軌道交通運營公司內部的供電系統變壓器是當前系統內部的核心電力設施設備，因而需要給該設備配置一些差動保護式裝置以及安裝過流保裝置、電流速斷保護設備。并且其他電力系統還需要配置各類繼電保護裝置，實現電力系統安全穩定性的管理。

三、直流保護

軌道交通運營公司通過給內部的供電系統安裝接觸網開關以及電纜構成供電系統，因此直流系統使用的繼電保護裝置與外部的變電站應用的繼電保護裝置有較大的差別。但針對任何繼電保護裝置都必須具有靈敏性、可靠性、速動性和一定的選擇性，因而在直流供電系統內部安裝的繼電保護設施也需要具備以上的特點。如果繼電保護設備發現供電系統內部的故障就會實現自動切除故障，產生跳閘等現象。然而在軌道交通系統內部出現嚴重的安全事故就是短路故障，也會被直流的繼電保護設備迅速捕捉。因此，保護裝置會自動切除短路故障，保障系統的正常運行。

鄭州市地鐵2號線應用的供電系統內部的繼電保護器裝置：

1.整流機組的保護

這種保護系統通常由過電流的保護裝置、電流速斷保護裝置以及領取電流保護設備和本體保護裝置構成。

2.整流器內部的保護

通常情況下整流器（如圖1所示）內部包含一些溫度保護、過電壓保護、缺陷保護。在實際整流變壓器的運行中兩側通常有較低的電壓值，但電流相對較大。但實際上不會設置一些連差動的保護設備，整體的整流機組出現斷路的狀況，導致整個直流系統內部的正負出現短路故障。此時，供電系統內部有較大的電流經過某些設備，嚴重的損壞供電設備。因此，需要給整流器組安裝速斷的保護裝置，實現阻斷大電流，進而保護供電設施設備。發生一些接地的短路狀況時斷路設備會實現分閘，并且斷路。設備內部有二極管，這種二極管保護整流器的電壓以及內部的溫度，保證整個整容器的安全高效運行[2]。

四、直流饋線部分

軌道交通運營公司可以使用DC1500的直流供電設備，在供電系統內部實現脫鉤的保護。應用本體保護繼電裝置以及使用過流保護裝置，軌道交通的技術人員在應用DC1500時這種饋線包含那些大電流的脫鉤保護。其中也會增加DDL的電流保護，并強化對變電器內部的過濾保護，實現聯調保護。例如，開展供電系統內部大電流跳閘保護作業中此時繼電保護裝置規避正常列車運行時的最大電流值，并實現與供電區域外部的短路保護相配合，進而防止出現那些越區跳閘問題的發生[3]。DDL的繼電保護裝置還可以反映出整個供電系統內部的電流值變化狀況，以此迅速切斷供電系統周圍的故障電流。同時，DDL保護裝置還可以有效的區分出供電系統內部的非故障電流的干擾因素，強化對供電系統內部直流的保護。在供電系統的繼電保護過程中可以應用多種方式實現對電動機的保護，如開展單相接地的保護，應用低電壓保護裝置以及使用過負荷保護裝置。

五、結束語

當前國內開展軌道交通的供電系統維修作業時需要給工程系統內部安裝一定的繼電保護設備，對直流電、交流電設備進行保護。因此，技術人員要學習繼電保護的運行原理以及繼電保護裝置的管理方法和保護方法。車輛的維修人員應用繼電保護裝置開展地鐵列車的供電系統維修，對其具有重要的積極作用。其中繼電保護設備可以迅速捕捉車輛的故障位置，以便維修人員及時開展檢修工作，迅速排除那些影響車輛正常安全運行的故障問題[4]。設備管理人員積極學習繼電保護技術，企業應給予設備管理人員必要的技術培訓，提升設備管理人員的技術能力與企業內部供電設備的維護水平。

參考文獻：

[1]張飛.城市軌道交通直流牽引供電系統有關技術研究[J].工程建設與設計，2018（20）：106-107.

[2]王靖滿. Discussion on Configuration and Calculation of DC Traction Power Supply System Relay Protection%直流牽引供電系統繼電保護配置及整定的探討[J]. 電氣化鐵道， 2009， 000（006）：30-32.

[3]廖黎明. 城市軌道交通交流牽引供電系統及其關鍵技術[J]. 中國高新區， 2018， 000（006）：161-162.

[4]王永. 淺析繼電保護、牽引供電系統在長期超負荷狀態下的對策[J]. 科技資訊， 2011（29）：164-166.

（作者單位：蘇州市軌道交通集團有限公司運營一分公司）