地鐵低壓配電繼電保護整定方法探析

裴競帆

摘要：當前隨著我國城市化進程的不斷加快，城市人口迅猛增長，道路擁堵成為了困擾人們出行的重要問題，而地鐵的出現緩解了道路擁堵的狀況，方便人們的出行。而保證地鐵安全穩定運行的關鍵是地鐵供電系統的安全穩定供電，該部分是整個地鐵運行中重要組成部分，須保證其安全穩定的運行狀態，而這需要繼電保護對該系統可能存在的故障做出迅速的分析判斷，才能及時排除故障，保障地鐵的安全及效益。本文基于此，在分析地鐵運行的影響因素的基礎上，探析了其低壓配電繼電保護整定方法、

關鍵詞：地鐵；低壓配電；繼電保護；問題分析；整定方法

地鐵低壓配電系統是地鐵供電網絡中全方位的服務功能，承擔著為地鐵的安全穩定運行提供充足的電能的重要任務，能夠保證地鐵運行系統中所有動力照明設備的有效性與安全性。但由于整個地鐵運行系統機構較為復雜，因此存在多種因素影響地鐵低壓配電系統的安全可靠運行，需要技術人員仔細分析其影響因素，為低壓配電系統的的安全運行排除故障，使得地鐵始終處于安全穩定運行狀態。

1.地鐵低壓配電繼電保護整定的影響因素

（1）配電變壓器高壓側開關整定值

配電變壓器高壓側開關除了需要保護配電變壓器本身之外，還須保護由開關柜母線引至配電變壓器的電纜。其下級開關為0.4kv的進線斷路器，而在低壓斷路器的整定過程中，動作整定值與時間整定值的方式不一樣，前者一般從負荷端至電源端進行逐級整定，而時間整定值一般是從電源端向負荷端進行的，這很可能造成0.4kv的進線斷路器整定值與配電變壓器的高壓側整定值不相符合，高壓側開關會先于低壓側跳閘，而母線卻無法檢測到這一跳閘信號，不利于及時排除故障。

（2）保護配合級數多

低壓斷路器設置級數較多且相對集中是地鐵低壓配電系統主要的特點，如0.4kv進線斷路器和0.4kv的饋線開關、三級負荷總開關、各級母線斷路器、部分配電箱電源開關等。以三級負荷總開關為例，三級負荷總開關正處于進線開關與三級負荷回路饋線開關的中間位置，其保護的范圍較小，上下級之間延時設定時間與下級饋線開關之間需要保證時間的一致性，而且要滿足各級斷路器之間的選擇性，其難度較大。

（3）所涉及的專業多

地鐵低壓配電繼電保護系統不僅需要與高壓側開關進行配合，其本身又分為降壓變電所和車站動力照明2個專業，在整定過程中，每個專業之間會相互影響和相互提資，相互配合之間的工作量較大，并且每一個專業又是由不同的設計單位承擔責任的，這不利于專業之間工作的相互協調，以此，容易影響地鐵低壓配電系統的正常運行。

2.地鐵低壓配電繼電保護整定方法探析

（1）對供電系統線路保護的分析

當出現相間短路時，可以使用電流速斷保護和過電流保護兩種方式進行解決。當出現短路故障，而且不允許帶時限速斷保護進行短路故障排除時，應當考慮設置無時限的速斷保護。考慮帶時限速斷保護方式的情況是在無時限速斷保護無法滿足選擇性動作時；若是出現速斷保護和過流保護都不能滿足繼電保護的要求時，應當使用線路縱聯的保護方式為主要的保護方式，并將過流保護當做輔助性的保護。使用零序電流保護的情況一般是出現接地短路現象之后采取的，該電流保護是利用接地時所產生的零序過電流進行保護的，該方式一般作為后備的電流保護方式。

（2）對主變壓器的常見保護

在地鐵低壓配電系統中，其配電變壓器常見的內部短路故障較多，如相與相繞組之間的短路、單相引出線與在經過外殼時可能產生的短路現象，或者出現單相繞組短路和匝間短路現象。當前，地鐵的主變壓器繼電保護配置的是電流保護、縱聯差動保護以及過負荷信號保護。這三種保護方式都有著各自的優勢，電流保護的最大優勢在于能夠十分快速地對地鐵運行系統及其本身的故障做出靈敏反應，方便及時得到故障信息，但其對信號識別的能力較弱。而縱聯差動保護具有較高的靈敏度，同時也具有一定的快速性和選擇性，其時限配合以及靈敏度都能夠很好地滿足配電系統的要求，因此在對整個地鐵運行系統的保護中，主要采取的是以縱聯差動保護為主的、以電聯保護和零序過電流保護等保護方式為輔的保護形式，能夠更好地保證供電系統安全穩定運行。

（3）平衡三相電壓

保持變壓器的三相電壓處于平衡狀態是保證變壓器正常運行的重要內容，若是三相電壓出現失衡現象，會使得變壓器無法正常工作，導致嚴重的后果，因此，檢查人員需要定期檢查三相電壓的工作狀態，以及時發現其出現的不平衡現象，采取應急調整措施，以保證三相電壓始終處于平衡狀態。檢查人員在檢查三相電壓的同時，還需要檢查呼吸器內的干燥劑的顏色是否保持正常狀態，一旦發現干燥劑變色，應當及時進行更換，并且控制變壓器的溫度，防止其溫度過高，妨礙變壓器的正常工作。

（4）瓦斯保護

瓦斯保護是變壓器保護中的重要保護方式，其保護的重點是保證變壓器郵箱內的供油量，和排除短路故障。瓦斯保護具有靈敏度高、動作迅速的特點，而且在安裝的過程中十分方面簡易，能夠直接反映變壓器郵箱內部的諸多故障，能夠讓檢查人員及時采取相關措施，排除變壓器出現的故障，因而瓦斯保護能夠與縱聯差動保護相互配合，保證變壓器處于正常運行狀態。

（5）交流短路故障分析

交流短路故障電流產生機理和變化特征進行準確判斷能夠辨別系統的穩定性，及時維護整個系統的安全有效運行。交流側短路故障主要有相間短路、變壓器內部匝間短路以及單相接地短路等故障，對這些故障進行分析，是獲得系統內部正確信息的基礎，然后在這個基礎上明確交流側短路故障具體是哪個，以采取相應的有效措施進行故障排除工作。

3.結語

隨著中國城市化的迅速發展，城市人口的增長趨勢在持續增強，給城市的交通管理帶來了諸多問題，而地鐵的運行在解決城市管理問題的同時，也便利了人們的出行，為人們的出行提供了安全高效的保障，而人們對于地鐵的安全運行能力的要求也越來越高。對地鐵繼電保護系統的故障進行研究分析，是及時排除地鐵供電系統中存在的故障問題的重要環節，能夠進一步完善地鐵運行系統，提高供電系統繼電保護的安全性能和穩定性，各個部門之間以及各個專業之間應當有效配合、協調，加強相互之間的銜接工作，相互彌補各部門之間出現的管理方面或者技術方面的缺陷，共同保證地下軌道交通的安全、可靠運行。

參考文獻：

[1]閆 石.地鐵供電系統繼電保護整定配合研究[J].科技創新與應用，2013（19）：159-159.

[2]魏 昕.地鐵低壓配電系統中保護配合問題分析[J].電氣化鐵道，2014（5）：51-54.endprint