摘要：本文从我国铁路运输环境的发展角度出发，对于电气化铁路的必然存在价值进行了分析，而后进一步以此作为基本的立足点，对于如何有效实现继电保护整定工作所必须遵守的若干原则展开充分讨论。对于构建起可靠的铁路运偷供电体系有着一定的积极价值。
关键词：电气化；铁路；供电体系；继电保护；整定
铁路电气化能够大幅度提升铁路运输能力，并且对于减少列车数量，降低相关设备的维护费用也都有着积极意义。电力在铁路运输环境中直接充当能源动力而存在，因此列车不再需要其他能量转换装置，对于机车自重可以实现有效的降低。，在每根轴的荷重相同的条件下，其轴功率较大，当前国内的电力机车最大能达到900千瓦，而内燃机车仅为500千瓦，牵引力相同的情况下，可以有效实现速度的提升，加大运输能力。这种状态同样会反映在运输成本的控制方面。依据我国能源储备结构，选择电力作为铁路牵引力，对于优化能源利用，节约成本必然有着积极价值。并且电力的深入应用，对于环境保护而言同样意义重大。
1铁路供电环境特征分析
想要在铁路运输系统中实现更为有效的电力供给，首先一个重要的方面就是需要对铁路运输环境中的电力需求特征有一个相对深入的了解。
对于电气化铁路而言，牵引负荷是电力系统的主要负荷，而这种负荷具有极强的特殊性。不对称性、非线性、冲击性、越区供电能力要求高、短时集中负荷特征明显、负序谐波特性明显等都是出现在该领域中的电力需求突出特征。以牵引力的变化作为例证进行分析，一个电气化铁路牵引供电系统相对而言十分庞杂，其中包括牵引变、接触网、电力机车等多个部分，不同部分之间需要能够有效实现协同工作特征，并且还必须注意遵从不同具体细节，确保不同部分能够有效工作实现其自身价值。
以牵引功率的常规数据为例，对于千吨重的列车而言，其处于时速160 km状态之下，所需要的牵引功率约为4600 kW，但是当时速增加到250 km的时候，整个列车的牵引功率需要达到13300kW。从160 km/h提升到250 km/h，速度提升了0.6倍，但是牵引功率却从4600 kW上升到了13300 kW，提升了1.9倍。如果速度进一步提升到350 km/h，相应的牵引功率必须到24800 kW。在此基础之上，如果列车的载重量增加，也会对应的要求牵引力进一步提升，并且，重载铁路牵引功率也会略大于高速铁路的牵引功率。
2电气化铁路中的继电保护整定原则分析
在电气化铁路环境下，应用电力牵引变压器借以实现对于整个列车的牵引，变压器会因此具有一定短时过负荷能力，对应的电力机车能够达到10%-40%的短时超载能力。这种能力成为电气化铁路供电系统的重要特征之一，但是在实际工作环境中，因为结构参数的不对称性和其所带负荷的特殊性给现有的输电网络带来了很多负面的影响，这也成为铁路供电领域中不容忽视的重要问题。
在铁路环境中V/V牵引变得到广泛应用，但也随之出现大量问题。对于电气化铁路供电体系而言，保护配置必不可少，在这样的环境下，如何有效实现电气化铁路供电线路保护整定工作，对于为整个铁路运输环境提供稳定而可靠的电力供给而言意义重大。在开展电气化铁路供电保护整定工作的过程中，有如下几个方面的原则必须予以坚持。
2.1距离保护整定原则
对于电气化铁路供电体系而言，通常不存在全线速动保护，因此必须考虑将距离保护延伸至牵引变压器的内部，但是不超出牵引变压器的低压侧。此种做法可以确保整个线路上的每一个故障点都能够得到无延时段保护，即实现针对保护段展开基于故障点切除的保护工作。除此以外，距离保护整定原则还能够避免牵引变压器低压侧故障引起线路保护越级跳闸。
2.2保护三跳原则
主要是针对电气化铁路出线退出重合闸，所有的保护段都需要采用三跳原则，三相启动失灵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆考虑到V/V牵引变压器不能够支持存在非全相运行状态，因此电气化铁路线路职能采用三相跳闸，而不能沿用一贯的单跳单重工作方式。进一步考虑到电气化铁路线路作出终端线路存在的具体状态，快速重合本身能够有效避免牵引站内依靠备自投动作来切换供电线路的工作方式，且较高的重合成功率，对于铁路供电系统而言同样至关重要。但同时也必须考虑到三相重合闸对于电网本身存在的冲击特征，并且在基于电网安全的整体环境之下谨慎选择。
2.3零序电流相关问题
对于电气化铁路牵引站而言，不存在变压器中性点接地这一工作特征部署，因此只有在发生接地故障的情况之下才存在有零序电流，也只有在此种情况下，相应的零序保护工作才有实际价值和意义。并且牵引变压器的低压侧发生接地故障时零序电流不会反应到高压侧，因此对于所产生的零序电流整定灵敏度通常不做明确规定，而只是按照经由100 S2接地电阻来进行考量。
2.4电铁供电线路不考虑旁路代。
由于220kV变电站的旁路保护均为闭锁式纵联保护，考虑到电铁牵引站本身有两路电源，而且无闭锁式纵联保护，所有电铁供电线路不考虑旁路代的运行方式。
2.5距离保护不需经振荡闭锁。
对于220kV电气化铁路供电线路而言，由于是单电源线路，不具备产生振荡的条件，因此距离保护无需经振荡闭锁。
2.6断路器保护中的三相不一致保护延时整定为0.5s。
3措施建议
3.1备自投方式为交叉供电的应改为独立供电
以先锋变为例，正常运行时，主电源文先线供电给1#牵引变压器和3#牵引变压器，失压时主电源所供变压器高压侧断路器101和低压侧断路器201.203自动跳开，第二路进线电源新先线不再接着给1#牵引变压器和3#牵引变压器供电，而是改为向2#牵引变压器和4#牵引变压器供电，即合上所供变压器高压侧断路器102和低压侧断路器202、204。
3.2现有牵引变应增加线路侧断路器和相应保护
降低建设投资不能以降低供电可靠性为代价。在现有牵引变站内增加线路侧断路器，这样可以在线路上专设全线速动的纵联保护。如果线路本身装设了快速纵联保护，这样线路保护的后备保护I段只需要保本线路末端故障有灵敏度即可，不需要再延伸至牵引变压器内部，线路保护的后备保护II段、III段等就可以在延时上与牵引变压器的相关保护进行配合，从而保证了保护的选择性。在这种情况下，可以考虑投入线路保护的三相重合闸，保障线路瞬时故障下依靠重合闸能连续供电，牵引变压器的备自投时间可以与线路保护的重合闸时间进行配合，仅在重合闸动作不成功的情况下再进行备自投。
3.3建议电铁牵引变采用平衡变压器
目前，电铁牵引变采用不平衡变压器，既限制了线路断路器重合闸功能的使用又降低了线路供电可靠性，也给电网稳定运行带来其他方而的影响（如谐波、负序电流增加等）。建议电铁牵引变采用三相供电、牵引变采用平衡变压器。
结语
对于电气化铁路供电系统而言，确保牵引变电站的供电过程实现高可靠性是整个铁路运输环境的重点所在。随着铁路运输事业的发展，对应在继电保护领域中的工作价值同样呈现出显著的上升趋势，其中整定工作更是作为保护体系的核心呈现在工作人员的视线中。唯有不断深入发现整个供电体系的特征，切实展开分析和研究，才能有效实现整定工作，为电气化铁路运输体系提供坚实基础。
参考文献：
[1]李炜，陈剑.武广客运专线220kV线路保护相关问题探讨[C].2008年中国电机工程学会年会，2008.
[2]配电网新设备与新技术编写组.配电网新设备与新技术.2006.
论文作者:谢天,王高宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/17
标签：电气化铁路论文; 变压器论文; 线路论文; 铁路运输论文; 工作论文; 断路器论文; 环境论文; 《基层建设》2018年第22期论文;