地铁低压配电继电保护整定方法探析

裴竞帆

摘要：当前随着我国城市化进程的不断加快，城市人口迅猛增长，道路拥堵成为了困扰人们出行的重要问题，而地铁的出现缓解了道路拥堵的状况，方便人们的出行。而保证地铁安全稳定运行的关键是地铁供电系统的安全稳定供电，该部分是整个地铁运行中重要组成部分，须保证其安全稳定的运行状态，而这需要继电保护对该系统可能存在的故障做出迅速的分析判断，才能及时排除故障，保障地铁的安全及效益。本文基于此，在分析地铁运行的影响因素的基础上，探析了其低压配电继电保护整定方法、

关键词：地铁；低压配电；继电保护；问题分析；整定方法

地铁低压配电系统是地铁供电网络中全方位的服务功能，承担着为地铁的安全稳定运行提供充足的电能的重要任务，能够保证地铁运行系统中所有动力照明设备的有效性与安全性。但由于整个地铁运行系统机构较为复杂，因此存在多种因素影响地铁低压配电系统的安全可靠运行，需要技术人员仔细分析其影响因素，为低压配电系统的的安全运行排除故障，使得地铁始终处于安全稳定运行状态。

1.地铁低压配电继电保护整定的影响因素

（1）配电变压器高压侧开关整定值

配电变压器高压侧开关除了需要保护配电变压器本身之外，还须保护由开关柜母线引至配电变压器的电缆。其下级开关为0.4kv的进线断路器，而在低压断路器的整定过程中，动作整定值与时间整定值的方式不一样，前者一般从负荷端至电源端進行逐级整定，而时间整定值一般是从电源端向负荷端进行的，这很可能造成0.4kv的进线断路器整定值与配电变压器的高压侧整定值不相符合，高压侧开关会先于低压侧跳闸，而母线却无法检测到这一跳闸信号，不利于及时排除故障。

（2）保护配合级数多

低压断路器设置级数较多且相对集中是地铁低压配电系统主要的特点，如0.4kv进线断路器和0.4kv的馈线开关、三级负荷总开关、各级母线断路器、部分配电箱电源开关等。以三级负荷总开关为例，三级负荷总开关正处于进线开关与三级负荷回路馈线开关的中间位置，其保护的范围较小，上下级之间延时设定时间与下级馈线开关之间需要保证时间的一致性，而且要满足各级断路器之间的选择性，其难度较大。

（3）所涉及的专业多

地铁低压配电继电保护系统不仅需要与高压侧开关进行配合，其本身又分为降压变电所和车站动力照明2个专业，在整定过程中，每个专业之间会相互影响和相互提资，相互配合之间的工作量较大，并且每一个专业又是由不同的设计单位承担责任的，这不利于专业之间工作的相互协调，以此，容易影响地铁低压配电系统的正常运行。

2.地铁低压配电继电保护整定方法探析

（1）对供电系统线路保护的分析

当出现相间短路时，可以使用电流速断保护和过电流保护两种方式进行解决。当出现短路故障，而且不允许带时限速断保护进行短路故障排除时，应当考虑设置无时限的速断保护。考虑带时限速断保护方式的情况是在无时限速断保护无法满足选择性动作时；若是出现速断保护和过流保护都不能满足继电保护的要求时，应当使用线路纵联的保护方式为主要的保护方式，并将过流保护当做辅助性的保护。使用零序电流保护的情况一般是出现接地短路现象之后采取的，该电流保护是利用接地时所产生的零序过电流进行保护的，该方式一般作为后备的电流保护方式。

（2）对主变压器的常见保护

在地铁低压配电系统中，其配电变压器常见的内部短路故障较多，如相与相绕组之间的短路、单相引出线与在经过外壳时可能产生的短路现象，或者出现单相绕组短路和匝间短路现象。当前，地铁的主变压器继电保护配置的是电流保护、纵联差动保护以及过负荷信号保护。这三种保护方式都有着各自的优势，电流保护的最大优势在于能够十分快速地对地铁运行系统及其本身的故障做出灵敏反应，方便及时得到故障信息，但其对信号识别的能力较弱。而纵联差动保护具有较高的灵敏度，同时也具有一定的快速性和选择性，其时限配合以及灵敏度都能够很好地满足配电系统的要求，因此在对整个地铁运行系统的保护中，主要采取的是以纵联差动保护为主的、以电联保护和零序过电流保护等保护方式为辅的保护形式，能够更好地保证供电系统安全稳定运行。

（3）平衡三相电压

保持变压器的三相电压处于平衡状态是保证变压器正常运行的重要内容，若是三相电压出现失衡现象，会使得变压器无法正常工作，导致严重的后果，因此，检查人员需要定期检查三相电压的工作状态，以及时发现其出现的不平衡现象，采取应急调整措施，以保证三相电压始终处于平衡状态。检查人员在检查三相电压的同时，还需要检查呼吸器内的干燥剂的颜色是否保持正常状态，一旦发现干燥剂变色，应当及时进行更换，并且控制变压器的温度，防止其温度过高，妨碍变压器的正常工作。

（4）瓦斯保护

瓦斯保护是变压器保护中的重要保护方式，其保护的重点是保证变压器邮箱内的供油量，和排除短路故障。瓦斯保护具有灵敏度高、动作迅速的特点，而且在安装的过程中十分方面简易，能够直接反映变压器邮箱内部的诸多故障，能够让检查人员及时采取相关措施，排除变压器出现的故障，因而瓦斯保护能够与纵联差动保护相互配合，保证变压器处于正常运行状态。

（5）交流短路故障分析

交流短路故障电流产生机理和变化特征进行准确判断能够辨别系统的稳定性，及时维护整个系统的安全有效运行。交流侧短路故障主要有相间短路、变压器内部匝间短路以及单相接地短路等故障，对这些故障进行分析，是获得系统内部正确信息的基础，然后在这个基础上明确交流侧短路故障具体是哪个，以采取相应的有效措施进行故障排除工作。

3.结语

随着中国城市化的迅速发展，城市人口的增长趋势在持续增强，给城市的交通管理带来了诸多问题，而地铁的运行在解决城市管理问题的同时，也便利了人们的出行，为人们的出行提供了安全高效的保障，而人们对于地铁的安全运行能力的要求也越来越高。对地铁继电保护系统的故障进行研究分析，是及时排除地铁供电系统中存在的故障问题的重要环节，能够进一步完善地铁运行系统，提高供电系统继电保护的安全性能和稳定性，各个部门之间以及各个专业之间应当有效配合、协调，加强相互之间的衔接工作，相互弥补各部门之间出现的管理方面或者技术方面的缺陷，共同保证地下轨道交通的安全、可靠运行。

参考文献：

[1]闫 石.地铁供电系统继电保护整定配合研究[J].科技创新与应用，2013（19）：159-159.

[2]魏 昕.地铁低压配电系统中保护配合问题分析[J].电气化铁道，2014（5）：51-54.endprint