摘要：本文主要结合了城市轨道交通中压供电网络接线模式，对城市交通轨道供电系统配置方案中的问题，提出相应措施，并对措施方案进行比较，重点分析城市轨道交通中35KV供电母线的保护配置方案。
关键词：城市轨道交通；供电；中压供电；35KV母线保护措施
一：城市轨道交通中压网络简述
目前我国城市轨道交通供电系统主要的外部电源一般使用的是分散式供电和集中式供电这两种形式。我国首都的轨道交通供电都采用的是10KV分散式供电方法。我国其他城市交通轨道大多都是采用的集中式供电方法，城市轨道交通一般都单独设置有变电所，从城市总供电网中接入独立220KV的电能源，通过主变电所降低城市轨道交通供电系统中的电能，将其转换成35KV的中压电能；这样可以把全线路车站的变电分散开来，每一个部分供电都是不同的其电源都是从主变电所来提供电源的，从主变电所引入两回电源到第一个车站变电所I、II路段的母线，每个车站的变电所都运用环网电缆有效的将I、II线段母线全部连接在一起，这样就能组成开放式环形供电，这样还可以在不同供电变电所分区之间安装环形网络联系开关，可以时刻防止突发事故的出现。
在前几年城市轨道交通中的35KV供电网络大多运用的是小分区供电方式。为了能降低环形网络供电电缆的投资造价成本，现如今新建的城市交通轨道线路的供电方式大多运用的是大分区供电方式，这样可以有效的减少供电分区站的建设，也直接减少了供电网络电缆的投资成本，一个大的供电分区中的变电所可达三到四个甚至可以增加到六个之上。大分区供电系统示意图如图一所示。
图一大分区供电系统示意图
二：中压供电网络保护配置分析
2.1 继电保护设置基础原则
继电保护应该满足选择性，灵动性，可靠性，安全性等要求，并在这些基础原则下，尽量简化供电系统保护配置方案。供电系统中各级保护配置之间要起到相互配合的作用，这样可以提高供电系统保护配置的高效性，为了实现供电系统的安全性，我们要对其进行专门的保护配置方案。
2.2 环网进出线保护配置和分析
现如今大多采用35KV环网电缆进出线常规保护配置可以分为下面几点；第一是要采用线路差来保护与环网电缆相同的接电电缆，线路差动保护是使用的光纤通信，采用光纤连接环网相近的进线与出线。其保护装置可以根据同一时刻对侧和本侧中的电流数值来进行各自的计算差动电流的整体数值，然后可以进行数值比较，当计算出的差动电流越过了定值，那么就会出现出口跳闸，供电中途断停的现象。，该动作出口时间大多在50ms中，这样还可以提高供电系统的保护配置的速动型以及可以实现供电系统保护配置的安全性。第二是要采用过流保护做近距离故障的备用保护措施，零序的过流保护是作为单一连接地故障的备用保护措施，每个级别的过流保护配置都是由大到小逐级配合的。上面所概述的保护方案可对常见的故障进行保护。尤其在大分歧供电方式中，上述保护还是存在着很多的不足，主要表现在下面几方面；
（1）备用过流保护在运行时限制配合的问题。预想情况下是，保证其选择性，在过电流保护过程中其运行动作时间应该逐级进行配置，同时，还需要满足电力系统所提供的主变电所中的35KV线路的过流保护整定时间来相结合，一起进行供电的保护配置。在大分区供电中中压环网，是为了满足电力量能够保证用电所需，这样的话环网过流保护是不能去实现逐级配置的，这样也只能放弃掉某些选择性，压缩变电所配电数值，相同的几个变电所电流保护都可以使用同一个整定值。这样做是为了防止环网末端出现线路故障时纵差保护事故退出期间，若仅仅依靠过流保护来切割故障，这样不但不能起到保护作用，还有可能将事故的范围扩大到难以想象的地步，严重时还可能导致相近的几个变电所出现跳闸的情况。除此之外，过流保护的时间限制配合受供电系统运转方式的影响，当运行方式变化是，那么就需要对保护配置方案进行重新的考虑。
（2）光纤通信线路差动保护反应敏捷，动作速度快，选择性较强，但是，这也只仅限在保护环网电缆线路时，对于电源开关中的母线故障，就只能依靠环网进出线的备用过流保护措施。其保护动作时间和变电所环网系统所在的位置有关，这种情况下的母线出现问题可能导致其动作时间限制相近的几个变电所环网过流保护会遭受到跳闸的现象，扩大故障范围。
三：35KV母线保护配置方案探讨
电力保护系统中母线保护主要设置在110KV及以上电压等级中的母线上，这样可以使母线出现故障时能及时的对故障进行切除，才能稳定的满足供电系统的供电需要。我国目前在10KV~35KV供电系统中一般都没有安装母线保护配置。这也是考虑到地缆线路在地下的空间受到限制，在20世纪80年代末期开始，城市轨道交通供电系统中压系统就运用了气体绝缘GIS的方法，主要设备有隔离开关，断线开关，断路器等封闭式中，因此，这样也没有对母线进行专门的差动保护。在最近几年，现实实际运行中发现GIS中位于封闭气室中的母线没有发生任何的事故，但是，插接在母线电压感应器却是常常发生短路现象，这样间接性的导致了母线接地等事故的出现，这也是没有设置母线保护所出现的事故，这些事故都是由环网进出线的备用过流保护动作来进行的，所以环网过流保护所运行的时间较长，这样会对设备造成一定程度的损害。
目前中压环网进出线主采用纵差进行保护，后备保护是采用电流过流保护配置方案，这样就会形成适用在城市轨道交通供电系统的35KV母线保护方案。
3.1 母线保护方案一
环网进出线后备过流保护中，引进了复压闭锁功能，当出现故障时，如果故障电流大于过流保护定值并且在母线中的电压也小于定值时，那么进线过流保护再启动中，其主要作用是让开关跳闸，断绝线路电流，避免引发更大的事故发生，这样的事故可以定义为母线短路故障，如果事故电流是大于过流保护定值并且在母线中未设置定值时，环网进线过流保护就会自行启动对其进行保护，但是，这需要环网通过延时之后才能到达出口，这种事故可以定义为变电所35KV馈线出现短路的故障。如图二所示；当K1发生母线短路时，11，3，6，10，7这几条回路开关都会经过短路电波的，当出现故障时，保护装置会自动启动。先前引进了复压闭锁功能，仅仅是有三回路装置开关在同时进行故障检测使母线电压降低，与此同时，三回路保护设备启动并且加速完成保护动作；10，7，6，11回路保护装置虽然启动了，但是检查到的母线电压是大于设定值的。当三回路开关跳闸时并切断K1故障后，10，6，11，7，的回路过流保护将被返回。
图二中压供电网络故障点示意图
3.2 母线保护方案二
母线保护基于GOOSE网络的35KV配置方案，环网进出线配置过流保护，通信电流保护，其中，通信电流保护是网络信息传递和逻辑判断，可以让变电所母线中所有进出线是否出现故障的数据信息全部都进行收集，进行母线差动逻辑的定值计算，从中判断母线是否发生故障。
GOOSE通信是母线保护配置方案的基础，网络化保护方案是以逻辑闭锁为中心的，其中主要采用闭锁式纵联保护的原理。当母线发生短路时可以有效的通过GOOSE网络通信，将保护设备进行联网，实现装置共享，使母线保护得到保障。
结束语：
根据最近几年来我国的城市交通轨道在运行过程中发生各类故障的统计，其中中压供电系统开关柜内部事故发生率较高，要对其设置专门的母线保护，有效的降低对保护设备的危害，目前我国重视城市轨道交通35KV供电系统中所出现的故障。要对其供电系统进行专门的保护配置方案。
参考文献：
[1]秦士端；浅谈城市轨道交通GIS开关柜现场交接试验；【J】；科技咨询；2017（15）
[2]刘宏泰；任春艳；城市轨道交通35kV供电系统自动切换运作模式；【J】；电气化铁道；2012（3）
论文作者:卢永春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/1
标签：母线论文; 供电系统论文; 变电所论文; 过流论文; 轨道交通论文; 环网论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第10期论文;