摘要：地铁供电系统决定着地铁的正常运行，做好供电系统运行把控非常重要。而其中尤其需要重视的便是继电保护问题，只有让低压开关继电保护相匹配才能试下地铁供电系统的更好运行。本文就低压开关继电保护相关问题进行分析，希望可以为我国地铁产业发展提供借鉴。
关键词：地铁供电系统；中低压开关；继电保护匹配
一、地铁供电系统的运行方式及特点
1.集中供电方式及特点
当前比较普遍的运行方式就是集中供电，主变电所则是供电运行的重要组成。发电厂或者区域变电所负责为主变电所提供电服务。通常来说，主变电所电压大多数情况是AC110 kV，其会根据具体需要开展相关降压处理工作，一般会将其降低至AC35kV或者AC10kV之后，为地铁提供内部用电体系。所有主变电所中，通常会设置两个独立电源，AC110kV是其电压。
关于其特征方面，能够为运营管理工作的顺利，开展创造良好条件。环网电缆负责开展所有牵引变电所、降压变电所等区域供电工作，其可靠性能比较突出。当前，该供电方式主要应用于上海、深圳、广州等重要城市的地铁供电系统。
2.分散供电方式及特点
分散供电方式较为普遍，其指的是，多路电源为牵引的重要组成，其在引入地铁沿线之后，则可以通过区域供电的方式实现变电所、降压变电所工作质量的提升，并通过区域变电方式来完成。通常来说，电压保持在AC110kV。究其原因，近几年，我国各大城市在开展电网建设工作的过程中，不断将AC35kV电压级取消，亦或是全面改造了AC35kV的电压级，因此，在10～30km范畴内，要想将多路AC35k V电压级的电源引入进来，其工作难度系数非常高。除此之外，无论是各牵引变电所，还是降压变电所，在应用分散供电方式时，都需要对双路电源进行配置。
3.混合供电方式及特点
所谓的混合供电方式，指的是将集中供电方式与分散供电方式联系起来。然而，总体而言居于主要地位的仍然是集中供电方式，分散供电方式地位比较低。将城市电网电源引入部分地段，主要是为了对不能够利用集中供电方式的区域进行补充，进而使地铁供电系统变得更加健全，实现地铁供电系统可靠性的提升。
二、继电保护在匹配方面存在的问题
依照当前的继电保护情况来看，其中匹配方面依然存在问题。比如在某一变电所中，为了实现电流保护，设置了33KV馈线保护，但是其保护范围极为有限，主要是对动力变压器短路、接地设置进行保护，对于其他继电问题则没有予以很好展开。短路电流上升时候，其时间一旦超过0.35s，极容易导致跳闸现象的发生。跳闸问题发生后，该配电所中0.4kV母联自动投入，那么另一段电力段也会产生跳闸问题。
三、地铁供电系统中低压开关继电保护匹配计算
1.中压馈线开关保护整定
（1）电流速断保护
为了更好实现电流速断保护，则需要就整定值进行计算，同时避免变压器0.4kV出口三相短路故障与空载合闸时的励磁涌流，通常情况下，5～10In为励磁涌流，应当对二者中的较大数值进行选取。保护灵敏系数应当高于或等于2.0，时限T则为0.1～0.2s。整定值计算是根据避免动力变压器低压侧三相短路的短路电流来进行，换而言之，在最大运行形式情况中，当变压器低压侧出现三相短路情况时，经过高压侧的短路电流，就是其整定值。在对上一级系统短路阻抗忽略的情况下，最大三相短路电流为：
在该公式中，高压侧额定电流是Inl，阻抗电压百分比是
。
整定值计算公式为：
在该公式中，可靠系数是Krel，在开展电流速断保护工作的过程中，通常将其选取为1.2或1.5。
根据躲避动力变压器励磁涌流整定，整定值计算公式为：
在该公式中，励磁涌流系数为Kx，通常选取为5～10。整定值Io则选择Io1与Io2间的最大值。
灵敏度系数计算公式为：
如果灵敏度系数高于2，则说明整定值与灵敏度检验要求相符合。
（2）过电流保护
关于过电流保护整定计算方面，应当根据躲避变压器最大负荷电流来进行，其动作时间应当配合变压器低压侧进线开关动作时间。时限T则等于T0.4kv与0.1s二者之和。
其整定值计算公式为：
在该公式中，其可靠系数为Krel在进行过电保护工作的过程中。，通常选取1.2或者1.5。接线系数为Kjx，在开展相电流接线工作的过程中，应当将其选取为1，在进行两相电流差接线工作的过程中，等其选取为根号三。过负荷系数为Kgh，由于电动机自启动因素，可以将其选取为1.5～3。微机综合保护装置的返回系数为Kre，通常将其选取为0.85～0.9。
为了提升电流灵敏度，需要依照最低运行方式来进行计算，当变压器低压侧产生两相短路的情况下，校验经过高压侧的稳态电压，其灵敏度系数为：
倘若该系数大于1.5，则充分说明整定值与灵敏度校验相符合。
2.低压进线开关保护整定
（1）短路瞬时保护
根据有关变压器低压侧三相短路整定，并且符合高压侧和低压馈线保护，相比较于变压器高压测电流速断保护整定值，瞬时短路定值应当比较低。在开展相关计算工作的过程中，应当将灵敏度作为基准，并对馈线配合情况进行考量。时限T为0～0.1s。
在开展整定工作的过程中，根据0.4K V母线产生两相短路电流，保护灵敏度系数不低于2来进行。
两相短路电流公式为：
在该公式中，低压侧额定电流为In2，阻抗电压百分数为Uk%。
整定值公式为：
在该公式中，整定值≥2。
（2）短延时保护
其整定值的计算离不开高压侧与低压馈线保护的配合，其不低于馈线回路中最大整定值的1.3倍，时限T等于0.25～0.4s。
整定值计算公式为：
在该公式中，过电流倍数为m，通常选取2～5；可靠系数为Krel，通常选取1.3。
与此同时，还需要对低压馈线保护的配合进行考量，则
在该公式中，低压馈线保护定值为Isdk，七，应当躲避设备最大启动电流，整定值公式为：
在该公式中，可靠系数是Krel，通常选择为1.3。设备最大启动电流是Ipk。
3.整定电流匹配系数
所谓的整定电流匹配系数指的是，中压馈线与低压进线开关互为匹配的保护整定电流比值。
关于中压开关电流速断保护与低压开关短路瞬时保护方面，其整定电流匹配系数为：
关于中压开关过电流保护与低压开关短延时保护方面，其整定电流匹配系数为：
由此可见，通过整定电流匹配系数的应用，则可以实现继电的更好保护，可以让地铁供电系统予以可靠运行，有效避免中压保护越级动作的出现，整定电流匹配系数应当大于1。
结语：
集中供电方式、分散供电方式与混合供电方式，属于我国地铁供电系统主要运行方式。在本论文中，主要对电流速断保护、过电流保护、短路瞬时保护与短延时保护的理论计算方法，开展了相关研究工作，关于中压馈线与低压进线开关保护匹配问题方面，通过整定电流匹配系数来表现出来。将相关理论计算结果和具体情况开展对比分析工作，为相关整改措施的制定提供依据。
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论文作者:周志勇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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