轨道交通供电牵引系统继电保护整定原则分析

邱顺晔

摘要：城市轨道交通在我国近几年经济高速发展的大背景下，城市轨道交通的建设越来越多。本文就轨道交通供电牵引系统继电保护整定原则进行简单的分析。

关键词：城市轨道交通、供电牵引系统、继电保护整定

目前我国城市轨道交通为了减少在运行时相关存在因素的影响，技术人员采用的是直流牵引供电系统，它提高了系统工作的安全性能。继电保护配置的正常运行时这个系统应用时的关键所在。是供电系统安全性能的一个保障。继电保护配置和整定工作原理的了解程度决定了工作人员对直流牵引系统的认识程度。

1.直流馈线保护的探析

1.1直流馈线保护

在经过多年的实际工作发现最适合直流牵引系统的保护方法为直流馈线保护。这种保护方式保证了系统的工作正常开展。脱扣保护方式是直流高速开关应用中目前采用做多的方式。这种方式在分闸时间上需要将数值控制在一个合理的范围来应对它不具有延时性的特点。为了避免金属性短路故障现象的出现采用脱扣器就能在较短的时间内跳闸，从而避免此类现象的发生。

在整定方面，整定的范围必须符合相关具体要求，这样才能使直流馈线的保护方式达到最好的保护性能。电流的整定范围在非特殊情况下应该满足比列车在最大负荷下的正常启动时的电源大和近端的最大短路电流比它大的两个条件。在确定具体电流值的大小时需要采用科学的计算方法来计算。

远端接触网短路故障的保护最适合的保护方式为DPU-96，保护形势采取的是具体的电流上升率的保护形势。内部的断路器如果停止工做作，使系统在运行时发生故障多半是由于直线馈线流过的电流比短路电流大太多。针对这类故障发生相关条例对整定范围做出了以下要求。一是当机车在运行的开始阶段，馈线上流过的电流必须超过接触网过分段产生的电流变化率的范围值。二是末端馈线产生的的电流变化率的制定要以馈线设计方案为根据。这些条例对直流馈线保护起着积极的作用，使相关系统服务功能更加完善。

1.2配置和整定要求

技术人员在电流质量和上升率进行有效的保护才能达到对接触网馈线进行保护的目的。如果发生远端短路故障的情况，应采用在机车启动时采用电流质增量和上升率的保护方式来达到快速排除故障的目的。这时系统处于正常工作状态下的负荷电流上升率远远小于故障此时的发生率。这大大的保障了供电系统运行的稳定性。整定的要求根据静态电流的保护功能和相关原则主要有以下几个方面。一是静态电流不仅要大于对应的大电流脱扣还要比保护整定值大，在满足这两个条件的同时，要求返回系数不能低于82%。二是定时限过电流保护规定以及相关原则要求整定值要保证在线路末端接触网和接地线发生的最小短路电流的范围之内，并且车辆的启动时间也要满足不低于定时限过电流作用时间和直流馈线保护时间的两个要求。

2.钢轨过电压保护的简析

钢轨过电压保护方式在实际作用效果方面表现特别突出。这种保护方式使把绝缘装置安装在大地和铁轨之间。它主要是通过使牵引电流流过轨道时产生电压降的方式使轨道对地电位升高最终是钢轨的安全性能得到影响。技术人员在城市轨道运行的过程过要保正它的正常运行，给乘客的安全一个保障，就要对相关装置的整定采取有效的措施使它得到合理的限制从而使接触的高电压具体而明确。在一般情况下，衡量钢轨接触电压设置是否合理的重要标准是人体自身的耐受电压的最大值。经过试验得出70V是人体自身耐受力的最大限度且安全电压要保持在100v以内。因此技术人员在保证乘客的人身安全的前提下应该认真核算系统内继电保护配置作用下人体的耐受时间。具体要求为电压为90v时，动作限时为1s，如果电压档位值非常高则需要在负母线旁边设置避雷装置。

3接触网相关保护装置的整定原则

技术人员在对轨道交通牵引系统的维护中，接触网的相关设置也是不可忽视的一方面。其整定原则主要包括以下几个方面。一是轨道电位的限制装置和接触网的相关设置要相同并且整定范围要在有关设计方案中电压框架作用下的范围之中。二是轨道电位限制装置的参数要根据相关设备的要求，应该不小于框架保护下的电压值和时间。三是在设置断路器跳闸的地点要选择合适的故障地点，技术人员在选择时应该根据电流型有关定值和时间的要求，同时要兼顾到电流元件本身具有一定绝缘效果的特性。四是为满足供电系统的具体要求，当电流元件的敏感度过高的条件下定值可以进行适当的调整。但是最大的定值电流不能超过85A。

城市轨道交通与一般的交通工具有所不同，它的供电系统要复杂的多，不同设备的安全性能要求也很高。并且城市轨道交通直流牵引供电系统在工作的过程中供电的形式也有很多种。常见的供电形式有单边供电、大双边供电等。技术人员在进行整定计算时结合直流牵引的特点才能做到科学准确。比如系统在运行中会受到相关因素的影响，接触网容易发生故障，从而使权限的牵引变电所向短路点供电等。并且起到增强相关保护配置的实际作用效果的作用。

参考文献：

[1]王靖满，直流牵引供电系统继电保护配置及整定的探讨，电气化铁道[J]2009.06：30-32.

[2]郑大千，王慧芳，何奔腾，轨道交通直流牵引系统继电保护仿真软件的研究，机电工程[J]，2015，05：690-695.