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摘要：地铁 35 kV电缆线路差动保护作为地铁环网电缆的主保护, 对地铁供电有重要的意义, 可以快速切除故障, 保障系统的稳定。本文介绍了纵联电流差动保护原理，结合一起地铁差动保护动作故障，阐述了差动保护动作的原因和处理方法。提出了针对该典型地铁差动保护配置进行改进的对策, 提高了保护的可靠性。
关键词：差动保护；动作分析；对策
引言：高速发展的城市轨道系统, 其沿线要建各种电压等级的变电所 , 如110 kV /35 kV 主变电所 、牵引降压混合变电所 、降压变电所及跟随所等 。这些变电所的进出线一般都采用环网电缆向各车站用电负荷供电 。光纤线路差动保护是目前国内电力系统广泛应用的主保护 ,也是应用于地铁 35 kV 电缆线路理想的主保护。
1电流差动保护分析
在图（1）的系统图中，IA为流过A站的电流、IB为流过B的电流，都以母线流向被保护的线路方向为正方向。
图1 正常运行示意图
两侧电流向量和为差动电流，,两侧电流向量差为制动电流，很比例动作特性曲线如图2所示。
图2 比例动作特性图
图中Iqd为启动电流，Kr制动系数，差动保护动作判据为：Id>Iqd,Id>KrIr。
图3 线路内部短路示意图
当线路内部短路时，如图3所示，两侧电流的方向与规定的正方向相同。此时 ,动作电流等于短路点的电流，动作电流很大。而制动电流很小。如果两侧电流幅值相等的话，制动电流甚至就为零。因此工作点落在动作特性的动作区，差动继电器动作。
图4 线路外部短路示意图
当正常运行或线路外部短路时，如图（4）所示，线路上流的是穿越性电流，B流过的电流与规定的正方向相反。如果忽略电容电流影响，则,
,因而动作电流,
制动电流,
制动电流很大。因此工作点落在动作特性的不动作区，差动继电器不动作。
2案例分析
2.1背景介绍
本文的案例选择的是天津地铁地铁6号线第一供电分区差动保护故障，该分区正常运行时，负责对其进行供电的是张兴庄主变电所。北站203和北宁公园201发生差动保护跳闸故障，导致北宁公园35KV的I段失电，35KV 母联207启动自投合闸，从北宁公园至大毕庄车辆段单电源运行供电，没有影响到正常的行车。
2.2原因分析
导致地铁供电设备差动保护动作跳闸的原因非常多，主要可以归纳为以下几种：（1），地铁供电设备上设备二次采样回路的接先松动，导致保护误动作；（2）供电设备相连的电压互感器出现问题，导致保护误动作；（3）保护装置故障导致设备误动作；（4）所保护的电缆出现故障导致保护动作。
图5 故障录播波形图
通过波形分析，A相B相电流明显波动，疑是出现短路故障，北站至贝宁公园间有中间头接头6个使用电缆故障定位测试仪，测试电缆击穿残压，当施加电压至20kV时，电缆击穿；使用电缆故障定位测试仪，确定故障点距离北站较近。最终查到故障点，替换掉故障电缆，绝缘测试和耐压测试工作后，空载送电，24h后恢复正常供电。
2.3存在问题及解决方法
在北站至北宁公园站纵联电流差动保护调试中发现，由于供电线路的高压电缆具有很大的容性阻抗，电容电流的影响是不能忽略的。在线路正常运行时，线路存在差动电流，即,差动电流主要为电容电流。线路空载运行如图5 所示，
图5 考虑容性电流示意图
电容电流等于差动电流时，这样就很容易引起差动保护误动作。为了防止电容电流对差动保护的影响，可采取以下措施：（1）提高差动电流起动值，使其大于电容电流值，就可以躲过电容电流，保护就不会误动作。（2）补偿电容电流，根据公式：
公式中UAΦ、UBΦ、UAO、UBO为本侧、对侧的相、零序电压，XCL、XCO为线路的正序和零序电抗。估算出电容电流的大小，再从实测的差动电流中减去电容电流后，得到的电流即为补偿后的差动电流。在实际运用中，由于地铁站线路间距较小，大部分两站之间只有2公里左右，因此线路电容电流不大，我们多采用提高差动电流启动值的办法，消除电容电流的影响。
结束语：在北站至北宁公园纵联电流差动保护调试过程中，我们结合纵联电流差动保护的特点，制定具体的调试方案，全面掌握纵联电流差动保护的性能，并就电容电流对纵联电流差动保护的影响，重新验算了纵联电流差动保护定值，确保设备的可靠运行。
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论文作者:温向宇
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/15
标签：电流论文; 差动论文; 动作论文; 电容论文; 北宁论文; 线路论文; 地铁论文; 《当代电力文化》2019年第05期论文;