地鐵牽引供電系統直流饋線保護技術探討

王寧

摘? ? 要：伴隨著城市化進程的快速發展，城市交通問題日漸顯著，地鐵作為一種地下交通運輸工具悄然興起，但地鐵機車采用的供電系統與我們日常生活以及工作中的供電系統存在著很大的差別，主要是以直流牽引進行供電，所以這就對其供電過程中的可靠性以及安全性提出了較高的要求，因為它關乎著地鐵的正常運行。

關鍵詞：保護技術;地鐵;牽引供電系統;短路故障

1? 前言

隨著我國經濟的快速發展，越來越多的人由農村涌現城市，導致城市交通行業面臨著巨大的壓力，地鐵的興起在一定程度上有效的緩解了交通壓力，而地鐵在運行的過程中主要是依靠于直流牽引進行供電，所以保障地鐵牽引供電系統安全、穩定作為重中之重，必須要給予足夠重視。

2? 地鐵牽引供電系統分析

①直流牽引供電系統作為地鐵運行的主要動力，它能夠為地鐵的運行輸送源源不斷的電能，而地鐵直流牽引供電系統主要是由兩部分組成：架空接觸網和牽引變電站，其最大的特點是不會輕易受到外界的干擾而且也易于控制，所以這也是直流牽引供電系統在地鐵中被得以廣泛的應用的主要原因。②短路故障在地鐵直流牽引供電系統中屬于一種十分常見的故障，而且它所產生的危害要遠遠大于其他幾種故障，這種故障的產生通常與其性質和故障發生的位置有著較大的關聯，但是在日常工作中地鐵牽引供電系統直流饋線保護技術的形式也具有多樣性，其主要的作用是在產生故障電流時能夠在第一時間實現切除故障，從而達到保護設備并能在切除故障后實現快速的恢復供電，以避免對地鐵的正常運行造成影響。

3? 地鐵牽引供電系統直流饋線保護技術分析

3.1? 接觸網熱過負荷保護

接觸網熱過負荷保護的主要作用是為了對供電系統中較為薄弱的設備實施保護，由于地鐵在持續運行過程中所產生的大電流會導致牽引網內部溫度急劇升高，而一些較為薄弱的設備會由于發熱量過大從而導致設備發生損壞，接觸網熱過負荷保護會作出反應達到保護這些設備的目的。其主要的保護原理：對接觸網的電流整定值進行計算，可以根據接觸網的長度以及電阻率和截面積等重要參數計算得出，然后將整定值與實際流經接觸網的電流值作比對，一旦高于整定值，那么接觸網熱過負荷保護會立即作出保護動作，并進入到延時階段，而在延時階段中，電纜溫度仍然超過整定值進而會發出跳閘指令。

3.2? 大電流脫扣保護

大電流脫扣保護屬于一種自帶開關保護，其主要作用是對短路故障實施快速切斷，以避免由于大電流故障對相關的設備造成實際性的破壞，所以當動作電流低于短路電流時，這時大電流吐脫扣保護會做出反應，立即切斷電流，沒有延時性，而且這種大電流脫扣保護在近端短路故障中可以用作于主保護。

3.3? 定時過電流保護

當供電線路中小電流發生故障時，定時過電流保護會立即做出反應將故障予以清除，這就是定時過電流保護的主要作用，通常而言，定時過流保護作為DDL保護的后備保護，能夠在一定程度上實現快速切除遠端短路故障的目的，具有延時性，所以務必要保障切除時間短，與此同時，當直流饋線短路電流值>最大電流設定值時，此時會立即作出跳閘保護，以達到清除故障的目的，在此過程中需要注意的是，當地鐵在正常、穩定的運行過程中，將直流供電充當于變電所內直流饋線并且在已經產生了故障的情況下時，反向電流會立即作出反應，將故障予以快速清除。

3.4? 框架泄漏保護

一旦地鐵牽引變電所內發生短路故障，此時設備會遭受損壞，作業人員的生命安全也無法得到保障，所以必須要為地鐵供電系統配置框架泄露保護，并以此來保障設備與人員的安全。下圖1為框架泄漏保護接地方式。框架泄漏保護主要由兩部分共同組合而成，即電流、電壓檢測元件，通常而言，當地鐵在持續運行的過程中時電流檢測元件并不會有電流經過的顯示，如若發生故障電流時，接地電流會逐漸升高并在高于整定值時框架泄漏保護會立即做出反應，保護跳閘。跳閘和報警裝置則是構成電壓檢測元件的重要組成部分，當產生故障電流并且高于整定值，同樣的也會發生跳閘進行保護。

3.5? 雙邊聯跳保護

A、B兩個變電所是同時連接到相同的一個接觸網上的，一旦發生短路故障時，會紛紛發生跳閘以避免由于故障而帶來的不利影響，進而達到安全、穩定的持續性供電，雙邊聯跳保護接地方式如下圖2所示。具體來說，當相鄰的兩個牽引變電站在為同一接觸網提供持續性的供電過程中，如若某個變電所發生了短路故障時會立即向另一個變電所傳遞跳閘信號，從而達到跳閘保護的目的。

3.6? 自動重合閘

在地鐵運行的過程中，直流牽引供電系統可以為之提供源源不斷的電能，但是在這個過程中會產生瞬時性故障，并且只有將瞬時性故障予以清除之后才可以對斷路器進行合閘，從而達到為地鐵運行提供持續性供電的目的，在對斷路器進行重合閘時必須要確保自動重合閘設備的質量，如若是帶有故障的重合閘會在一定程度上縮短設備的使用壽命，另外，如若自動重合閘的保護次數過多并且已經遠遠高于界定值，則表明為永久性故障，那邊應當進行閉鎖重合閘回路。

4? 結束語

綜上所述，為確保在地鐵的運行過程中能夠持續的供電，所以會加載多種直流保護措施，雖然能夠在一定程度上實現快速切除短路故障的目的，但是在實際的工作中仍然可以發現許多小電流短路故障和正常運行電流之間存在難以區分的現象，因此這就需要相關的技術人員務必要深入分析，以確保故障能夠快速的被保護裝置所識別。

參考文獻：

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