摘要：随着我国经济的快速发展，我国的供电系统不断优化。但在地铁直流馈线的具体保护中仍存在许多问题。为了更好地促进地铁牵引供电系统直流馈线保护的发展，必须对这些问题作出合理的解决。
关键词：地铁牵引；供电系统；直流馈线；保护技术
一、地铁牵引供电系统
1、地铁供电系统
地铁运行过程中牵引供电系统的主要功能是保证地铁正常运行输送电能，地铁牵引供电系统中，直流供电系统由牵引变电站、架空接触网组成，由于与地铁直接相连，不易受到干扰且易于控制，在城市轨道交通中应用广泛。
2、地铁供电系统牵引短路故障
地铁牵引供电系统发生短路故障时，地铁启动引起的电流异常变化要大于短路故障引起的电流变化。馈线故障引起的短路电流和地铁启动引起的过流也会发生相应的变化，呈指数函数形式。当电路末端发生短路故障时，电流的变化要大于启动时的变化。当供电线路前端发生短路故障时，异常电流变化会更加明显。当线路末端出现故障时，电流变化的最大值与地铁启动时电流变化的最大值相同。当供电系统馈线长度增加，线路末端发生短路故障时，短路电流变化率会降低。
3、供电保护系统
直流馈线保护技术中的直流断路器按其功能一般分为整流断路器和直流馈线断路器。整流断路器可在整流装置发生短路故障时及时切断电流，直流馈线断路器可在供电线路发生故障时切断故障区域的牵引网。地铁供电系统直流保护技术在运行过程中，除短路故障外，其他故障不可忽略。疑似短路故障发生后，应同时检查其他故障原因。其次，在地铁供电系统正常运行过程中，由于地铁启动引起的过流，在通过直流保护系统时容易造成误动作，对地铁正常运行造成不必要的干扰。直流保护工作系统可以保证在供电系统出现问题时及时排除故障。
4、直流馈线保护技术的特点
启动时电流变化率的持续时间大于短路电流变化率的持续时间，可以作为减少误操作的判别因素。当铁路延伸时，短路电流比地铁开始时高，也可能低。与负荷电流变化率相比，短路电流变化率更高，这与地铁启动时的最高电流变化率一致。当直流馈线扩展时，故障电流变化率低于负载电流变化率。
5、直流馈线保护技术的配置原则以及主要影响因素
牵引供电系统直流系统的故障形式主要有短路故障、过载故障、过电压故障等，其中最常见、危害最大的是短路故障。短路故障的发生与短路点的位置和短路的性质密切相关。直流系统短路保护装置，确保系统短路故障发生时可以快速和选择性地切断故障线路，警报系统过载时，尽快恢复供电故障清除后，降低地铁供电和运行的干扰尽可能确保安全可靠供电的前提下，配置简洁，避免过度配置，增加保护困难，也增加了项目投资成本。
直流馈线保护系统需要考虑的影响因素包括：各系统之间的设备配合可以保证在系统发生故障时及时切断故障区域。保证地铁正常运行不会受到误脱扣的影响，从而避免地铁启动时冲击电流的影响。1500v直流馈线的保护配置应确保直流供电系统在正常供电状态下，在短路故障时能快速跳闸。
二、地铁牵引供电系统直流馈线保护技术
1、大电流脱扣保护
大电流脱扣保护是指线路前端出现短路故障，从而会引起较大的过电流，对供电系统设备造成破坏时，有效避免这种情况。在检测到短路电流高于动作电流时，大电流脱扣保护可以及时进行跳闸动作，动作异常灵敏。在出现近端短路故障时，必须保证在电流增量和电流上升率保护动作开始前进行跳闸。
2、定时过电流保护
定时过流保护主要是保证供电线路的中小电流故障能够及时排除，排除故障时存在一定的延时。因此，在设置值时要区分正值和负值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆定时过流保护是电流增量保护和电流上升率保护的一种后备措施。操作时间应控制在几秒以内，故障排除后具有一定的延时。定时过流保护作为大电流突点保护和电流上升率保护的后备保护，通过直流馈线断路器动作跳闸，当直流馈线短路电流值超过预设的最大电流值时，可清除故障。当设置最大电流值时，可以分别在相反的方向设置电流值。在地铁运行过程中，当变电站直流馈线用于直流供电时，线路发生故障，直流馈线断路器可以检测并清除反向电流。
3、接触网过热负荷保护
该项保护措施主要是作为总体保护措施的辅助保护，如果直流线路的电流值超过了负荷状态，那么及时在没有发生故障之前，其供电系统的供电设备也存在一些问题了，比如说电缆的温度比较高，如果电流突然加大，那后果将会非常的严重，会导致比较恶劣的后果。而接触网热过负荷保护能够很好的做到这一点，其工作原理是，当电流增大但没有超过预警值时候，其可以计算出接触网的发热量，然后根据经验分析出来接触网的电缆温度，进入到预警状态，一旦电缆的温度超过了规定值就要进行报警，然后执行跳闸命令，通知到相关负责人进行问题排查和解决。此项保护技术的保护目标为接触网，接触线有其自身固有的热特性，是一条以电流为变量的反时限曲线。我们可以总结得出，当接触网的检测数据超过了预警值时候，供电系统直流馈线保护措施将进入工作，直接进行了电流切断动作的执行。
4、框架泄漏保护
地铁供电系统中开关机柜发生短路时，产生的电流会对设备造成损坏，当工作人员接触开关机柜时也会对工作人员的安全构成威胁。由于设备与地网直接连接，在特殊情况下会给设备带来异常的接地电流。通过框架漏电保护对设备状态进行实时监控。当接地电流超过设定值时，启动框架漏电保护，启动电流保护动作。当系统正常运行时，没有检测到电流通过，当机箱损坏时，电流流入地网，达到设定值，起到框架漏电保护作用，断路器和直流断路器跳闸。
5、自动重合闸
地铁牵引供电系统的故障通常是瞬时故障。启动保护装置切断故障区域后，应启动自动重合闸，继续发挥保护作用。在自动重合闸运行中，必须保证牵引网线路无故障，否则会造成断路器长时间断电，损坏系统。当自动重合闸启动次数超过限制值时，该部分确定为非瞬时故障，不再启动自动重合闸。在自动重合闸过程中，如果线路故障被诊断为永久性故障，则应在重合闸前重新启动变电站。手动断开后，自动重合闸不再工作。当自动重合闸动作次数超过预定次数时，如果重合闸不成功，则为永久故障，此时应关闭重合闸电路。
6、电流增量保护与电流上升率保护
电流增量保护和电流上升率保护是直流馈线保护技术的主要措施。故障时可切断近端短路电流，并可实现大电流跳闸保护。短路故障的排除可以有效地避免电路中电流上升保护的干扰问题。延时跳闸主要用于远程短路电流的识别和研究。智能系统通过保护设备的正常工作，实时监控当前的上升率，锁定在一个给定的时间保护，电流上升率保护动作延迟阶段，电流上升速率总是高于保护设置，当开始行动，保护的范围内设置点保护，电流上升速率位置计算，当前增量电流上升速率总是高于保护设置，还高于当前总保护设置，同时增加当前保护。
结束语
随着中国经济的快速发展，中国的交通负荷不断增加。为了更好地解决城市流动人口负荷问题，我们通过修建地铁来解决，取得了良好的效果。然而，在地铁运营过程中，仍然存在很多问题，主要是线路问题。为了更好地保护地铁线路设备，分析了直流馈线在地铁牵引供电系统中的保护措施。
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论文作者:邓超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：电流论文; 故障论文; 供电系统论文; 地铁论文; 馈线论文; 断路器论文; 发生论文; 《基层建设》2019年第10期论文;