地鐵低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)控制策略論述

陳日群

摘 要：本文主要研究當(dāng)前地鐵低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)控制策略，分析了當(dāng)前斷路器過流保護(hù)整定的選擇性要求具體內(nèi)容，并結(jié)合當(dāng)前地鐵項(xiàng)目的工程特點(diǎn)以及實(shí)際整定工作中存在的問題和漏洞，從而有效提升地鐵低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)控制策略的有效性，促進(jìn)國內(nèi)城市地鐵建設(shè)的安全發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵設(shè)計(jì);低壓配電系統(tǒng);繼電保護(hù)

0 前言

地鐵供電系統(tǒng)是多學(xué)科組成的復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)，其中地鐵低壓配電系統(tǒng)是地鐵電力系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)及控制策略可以有效的保障地鐵系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 地鐵低壓配電系統(tǒng)

地鐵車站的低壓配電系統(tǒng)是地鐵電網(wǎng)中的重要組成部分之一，用于保障車站以及兩端之間各半個(gè)區(qū)間內(nèi)部的動(dòng)力照明工作。低壓配電系統(tǒng)主要用于提供電能，通過穩(wěn)定的低壓配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠有效保證地鐵車站內(nèi)部動(dòng)力照明設(shè)備應(yīng)用過程當(dāng)中的安全性與穩(wěn)定性。一般來說，在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)保護(hù)的過程當(dāng)中一般采用過流保護(hù)斷路器的方式來進(jìn)行短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)以及接地故障保護(hù)。從有效避免在地鐵車輛運(yùn)行過程當(dāng)中工作人員間接接觸帶電體而造成的人身電擊危險(xiǎn)或線路故障導(dǎo)致的火災(zāi)的問題。在地鐵車站內(nèi)部一旦出現(xiàn)線路故障有可能會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)過熱問題從而引發(fā)火災(zāi)等安全問題，因此需要切實(shí)加強(qiáng)對(duì)斷路器的保護(hù)整定設(shè)計(jì)，從根本上提升低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中的安全性。在進(jìn)行地鐵地下配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程當(dāng)中，受自身特點(diǎn)影響很容易對(duì)斷路器級(jí)間配合以及整定值的設(shè)置和選取工作造成一定的困難。在地鐵地下配電系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷路器設(shè)置級(jí)數(shù)較多或者是用電負(fù)荷種類較多的問題。這些都與地鐵低壓配電系統(tǒng)中的中壓環(huán)網(wǎng)整定值的性質(zhì)有關(guān)。另外在進(jìn)行地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程當(dāng)中，受建設(shè)材料銷售商和不同設(shè)計(jì)單位之間協(xié)調(diào)工作的影響很難統(tǒng)一一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，這也為地鐵低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)配合工作造成了一定的困難。地鐵地下配電系統(tǒng)包括降壓變電所和動(dòng)力照明配電系統(tǒng)這兩部分，圖1所示為系統(tǒng)主接線圖。

電流通過降壓變電所中的配電變壓器降低在AC380/220V下，從有效為地鐵軌道交通沿線車站的動(dòng)力以及照明設(shè)備提供電能，而降壓變電所在進(jìn)行0.4kV側(cè)接線的過程當(dāng)中采用的是單母線分段接線的方式，設(shè)置了針對(duì)0.4kV的母聯(lián)斷路器，并且將母聯(lián)設(shè)置中的備用電源接入裝置中，接入方法可以選擇手動(dòng)或自動(dòng)方式。之后再根據(jù)地鐵車輛運(yùn)行過程當(dāng)中實(shí)際需要設(shè)置照明以及三級(jí)負(fù)荷小母線，從而能夠有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)等突發(fā)情況下切除非消防負(fù)荷回路的需求，在地鐵車輛正常運(yùn)行狀態(tài)下母聯(lián)斷路器一般處于斷開的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)電源失電的問題時(shí)會(huì)自動(dòng)將母聯(lián)進(jìn)行投入，使另一路的進(jìn)線電源攜帶一二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行作業(yè)。為了切實(shí)提升地鐵低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中供電穩(wěn)定性與可靠性，在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中主要采用放射式的配電原則，以放射式為主，樹干式為輔，并將機(jī)電設(shè)備和照明設(shè)備通過不同的用途進(jìn)行不同級(jí)別負(fù)荷的分類。按照用途和重要性能夠?qū)C(jī)電設(shè)備和照明用電負(fù)荷分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，并且采用不同的配電方式進(jìn)行電網(wǎng)連接設(shè)置。

2 斷路器整定時(shí)的選擇性要求

在進(jìn)行地下斷路器整定值計(jì)算和保護(hù)配合設(shè)定的過程當(dāng)中主要受三方面因素影響。第一是受配電變壓器高壓側(cè)開關(guān)整定值的影響，第二是由于涉及專業(yè)較多，第三是由于保護(hù)配合級(jí)數(shù)較多。當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)在運(yùn)行的過程當(dāng)中發(fā)生非正常過電流情況時(shí)，能夠通過保護(hù)設(shè)置盡可能切除故障點(diǎn)，在維護(hù)其他部分運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)將故障點(diǎn)范圍縮小到最小，保障地鐵車輛運(yùn)行的穩(wěn)定狀態(tài)。因此為了滿足保護(hù)過程當(dāng)中的選擇性要求必須在設(shè)置上下級(jí)斷路器的過流保護(hù)整定裝置的時(shí)候滿足以下需求。首先如果在低壓配電系統(tǒng)的上下級(jí)位置都采用了非選擇性斷路器，那么這種配合的實(shí)際用的過程當(dāng)中就很難保證可靠的選擇性，缺乏一定的判斷力。因此需要工作人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)候盡量加大上下級(jí)斷路器之間的整定電流的級(jí)差。如果上下級(jí)斷路器都采用了選擇性斷路器，那么在進(jìn)行選擇設(shè)定的時(shí)候需要控制上級(jí)斷路器的短延時(shí)大于下級(jí)斷路器的短延時(shí)，保證上下級(jí)斷路器之間的選擇性，提升地鐵低壓配電系統(tǒng)保護(hù)配合質(zhì)量和效率。如果在設(shè)定的過程當(dāng)中無法控制延時(shí)時(shí)間匹配合適的極差，就需要對(duì)于上級(jí)斷路器的短延時(shí)過電流整定值進(jìn)行控制，使其與下級(jí)斷路器的瞬時(shí)保護(hù)整定值相匹配，從而使上級(jí)斷路器的瞬時(shí)保護(hù)整定值正好錯(cuò)開下級(jí)斷路器安裝處的最大三項(xiàng)短路電流。如果在地鐵地下配電系統(tǒng)的上下級(jí)分別采用選擇性和非選擇性的斷路器進(jìn)行保護(hù)配合，那么能夠在瞬時(shí)短路的情況下保護(hù)地鐵線路的全長正常運(yùn)行。工作人員只需要確定好正確的整定數(shù)據(jù)，就可以保證上下級(jí)斷路器的選擇性。如果上下級(jí)斷路器的瞬時(shí)短路不能保證成套線路電流的穩(wěn)定運(yùn)行，那么就還需要將上級(jí)斷路器的電流整定值進(jìn)行調(diào)整。

3 小結(jié)

本文主要研究當(dāng)前地鐵地下配電系統(tǒng)中存在的保護(hù)控制問題，基于地鐵地下配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況分析不同斷路器在正定是選擇性方面的要求。在地鐵車輛運(yùn)行過程當(dāng)中對(duì)于低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有非常高的要求，因此需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)于地鐵地下配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制，做好數(shù)據(jù)參數(shù)的有效設(shè)定，保障城市地鐵網(wǎng)線的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳偉杰.配電變壓器過流保護(hù)的配置分析及完善[J].通訊世界，2017（11）.

[2]魏昕.地鐵低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)配合問題分析[J].電氣化鐵道，2014（05）.

[3]張振宇.地鐵低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與配合[J].電氣技術(shù)，2010（11）.

[4]王剛.配電變壓器低壓側(cè)斷路器的選擇與整定[J].電氣應(yīng)用，2008（15）.

[5]孫建新.城市軌道交通低壓配電系統(tǒng)智能化管控終端設(shè)計(jì)[J].城市軌道交通研究，2016，19（05）：40-43，48.

[6]楊洪慶，楊大勇，于浩等.沈陽地鐵牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及邏輯[J].百科論壇電子雜志，2018（24）：213.