地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探究 肖华

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:肖华
[导读] 摘要:本文首先阐述了地铁直流牵引供电系统馈线保护技术的作用以及重要性,接着分析了地铁牵引供电系统,最后对地铁牵引供电系统直流馈线保护技术进行了探讨。
        北京地铁运营有限公司调度指挥中心  北京  100035
        摘要:本文首先阐述了地铁直流牵引供电系统馈线保护技术的作用以及重要性,接着分析了地铁牵引供电系统,最后对地铁牵引供电系统直流馈线保护技术进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词:地铁;牵引供电系统;直流馈线保护技术分析
        引言:
        地铁牵引供电系统的直流馈线保护技术的质量直接影响地铁运行的稳定性,对于地铁牵引供电系统加强保护措施具有重要意义,进一步完善直流馈线保护技术,可以有效保证地铁稳定供电,对地铁牵引供电系统顺利运行有重要作用。
        1 地铁直流牵引供电系统馈线保护技术的作用以及重要性
        地铁在运行过程中需要依靠牵引系统实现,地铁运维管理过程中供电系统馈线发挥着重要作用。地铁在运行过程中需要合理调节供电系统电流电压情况,来保障地铁运行的稳定性等。地铁直流牵引供电系统馈线便是有效调节地铁运行系统电力情况的重要依托。通过有效保护地铁直流牵引供电系统馈线,不仅能够保障我国地铁系统的平稳运行,更能够有效保障地铁乘客的人身安全。地铁直流牵引供电系统馈线保护技术发展是我国深入发展地铁建设工作的重要基础。地铁运行过程中,馈线保护技术能够通过跳闸等方式对直流牵引供电系统内的元器件和整个系统进行保护,最终降低供电系统故障发生概率,能够有效保障地铁的运行安全。总体来说,地铁直流牵引供电系统馈线的保护技术对于地铁事业发展和群众安全都十分重要。
        2 地铁牵引供电系统分析
        直流牵引供电系统作为地铁运行的主要动力,它能够为地铁的运行输送源源不断的电能,而地铁直流牵引供电系统主要是由两部分组成:架空接触网和牵引变电站,其最大的特点是不会轻易受到外界的干扰而且也易于控制,所以这也是直流牵引供电系统在地铁中被得以广泛的应用的主要原因。短路故障在地铁直流牵引供电系统中属于一种十分常见的故障,而且它所产生的危害要远远大于其他几种故障,这种故障的产生通常与其性质和故障发生的位置有着较大的关联,但是在日常工作中地铁牵引供电系统直流馈线保护技术的形式也具有多样性,其主要的作用是在产生故障电流时能够在第一时间实现切除故障,从而达到保护设备并能在切除故障后实现快速的恢复供电,以避免对地铁的正常运行造成影响。
        3 地铁牵引供电系统直流馈线保护技术分析
        3.1 大电流脱扣保护
        当因为短路等问题发生时电路中经常会出现局部大电流通过的情况,这种情况的发生会在一定程度上损害电器元件,所以有必要利用直流馈线保护措施来进行大电流脱扣保护。大电流脱扣保护属于开关自带的保护机制,它会在电流达到峰值之前就将电流切断,当电路中的动作电流超过一定的负荷时开关就会做出相应判断在几毫秒的时间内就能完成跳闸,一般为了保证大电流脱扣保护的灵敏性会选取灵敏度较高的保护设备并需要在平时进行检查工作。这种技术在很大程度上防止了大电流通过对电路系统的损伤。
        3.2 电流上升率保护和电流增量保护
        电流上升率保护和电流增量保护是地铁牵引供电系统直流馈线保护中的重点和核心,利用该技术能够同时实现对电路的近端保护和远端保护,并且该技术的抗干扰性较强能够有效减少因为单方面的干扰而产生的错误动作情况。利用该技术进行电路保护时主要通过两个方面,一是瞬时跳闸二是延时跳闸,这两种方法会在具体情况发生时进行判断后作出决断,前者主要作用于电路的近端保护后者主要应用于电路的远端保护。

这种技术的原理是在地铁供电系统运行时电流会不断的变化,在这个期间保护装置会不断对电流的上升率进行有效测量,当电流上升到一定的值后系统会作出判断并进入到直流馈线保护的模式,这一阶段就是上述的延时状态,当进入到直流馈线保护模式之后系统会继续监测电路中的电流状态如果电流在上升之后达到平稳的状态并且没有超过标准值系统就会自动解除危机,但如果电流继续上升峰值仍不断提高且超过标准值系统就会立刻切断电路进行瞬时跳闸动作来保护电路。
        3.3 过流保护
        在馈线保护的具体实现中,过流保护也被普遍的应用。从这种保护方法的具体利用来看,其实际上是对上述两种方法的后备保护。从实践经验来看,在直流检测的过程中,电流的最大值以及时间值需要做好预先的制定,这样可以有效的规避电流超过负荷值导致的供电系统受损问题发生。基于此,直流馈线短路的电流被检测出且大于预设值的时候,保护措施会进行电闸切断,这样电流短路的问题可以规避。如果过流设备的电流测算在大电流脱扣保护装置的动作范围之内,跳闸的方式会表现为延时,所以具体的跳闸会出现在电流超过预算最大电流值的时候。总的来讲,过流保护对于馈线保护的实现有突出的现实意义。
        3.4 双边联跳保护
        这种保护措施的意义在于能够保证相邻的两跳闸设备有效的进行工作,它是保证接触网供电正常的重要保护措施。双边联跳保护技术的原理是当一个变电所发生了保护动作而实际的短路电路区域距离这个变电所较远,这时双边联跳保护就会自动选择距离短路区域较近的另一个变电所进行跳闸保护,这样的措施能够及时做到跳闸同时保护了相邻的两个设备实现了双重保护。
        3.5 接触网热过负荷保护
        接触网热过负荷保护的主要作用是为了对供电系统中较为薄弱的设备实施保护,由于地铁在持续运行过程中所产生的大电流会导致牵引网内部温度急剧升高,而一些较为薄弱的设备会由于发热量过大从而导致设备发生损坏,接触网热过负荷保护会作出反应达到保护这些设备的目的。其主要的保护原理:对接触网的电流整定值进行计算,可以根据接触网的长度以及电阻率和截面积等重要参数计算得出,然后将整定值与实际流经接触网的电流值作比对,一旦高于整定值,那么接触网热过负荷保护会立即作出保护动作,并进入到延时阶段,而在延时阶段中,电缆温度仍然超过整定值进而会发出跳闸指令。
        3.6 框架泄漏保护
        在地铁供电系统中开关设备柜出现短路情况时,产生的电流就会对设备造成损坏,在工作人员接触开关设备柜时也会对工作人员造成安全威胁。由于设备与接地网直接连接,在设备出现特殊情况时会带来异常的接地电流,通过框架泄露保护对设备状态的实时监测,在接地电流超过设定的整定值时,框架泄露保护就会启动,开启电流保护动作。在系统正常运行时,没有检测到电流通过,而柜体发生损坏时,电流流入接地网,达到整定值,框架泄露保护动作,断路器和直流断路器跳闸。
        3.7 自动重合闸
        在地铁运行的过程中,直流牵引供电系统可以为之提供源源不断的电能,但是在这个过程中会产生瞬时性故障,并且只有将瞬时性故障予以清除之后才可以对断路器进行合闸,从而达到为地铁运行提供持续性供电的目的,在对断路器进行重合闸时必须要确保自动重合闸设备的质量,如若是带有故障的重合闸会在一定程度上缩短设备的使用寿命,另外,如若自动重合闸的保护次数过多并且已经远远高于界定值,则表明为永久性故障,那边应当进行闭锁重合闸回路。
        结束语:
        随着城市轨道交通快速发展,城市轨道体系的相关配置不完善会对轨道交通的正常运行造成干扰。地铁牵引供电系统可以为地铁提供牵引用电,直流馈线保护系统可以保护供电系统正常运行,是地铁牵引供电系统的关键部位。在城市地铁运行领域对直流馈线保护系统的研究和完善,对地铁牵引供电系统的运行有重要作用,有助于城市轨道交通运行顺畅。
        参考文献:
        [1]孟科,周非,苗建科,周天鸣,赵阳.地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探究[J].科技创新与应用.2019(01).
        [2]张运运.地铁牵引供电系统直流馈线保护[J].城市建设理论研究(电子版).2018(04).
        [3]刘维.城市轨道直流牵引供电系统馈线保护[J].中国科技信息.2016(10).
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