地鐵直流牽引變電所范文

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在我國，地鐵是城市公共交通的重點發(fā)展方向，設備國產化又是發(fā)展的主要原則。在地鐵直流供電繼電保護領域內，國產保護設備還處于起步階段，目前，國內主要城市的地鐵直流保護設備均來自國外，例如廣州地鐵二號線選用的是德國Siemens公司的DPU96，武漢輕軌選用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通過對部分國外產品的研究，筆者認為，直流保護設備的原理并不是十分復雜，功能實現(xiàn)在理論上也沒有任何障礙，希望通過本文的拋磚引玉，在將來的不久，能夠看到國產的直流保護設備在我國甚至國際市場成為主流。

1一次系統(tǒng)簡介

圖1顯示了一個典型的牽引變電所的電氣主接線圖，該所將主變電所來的交流高電壓（典型值：33kV）經整流機組（包括變壓器及整流器）降壓、整流為直流1500V，再經直流開關柜向接觸網供電。我國上海和廣州地鐵的直流牽引供電系統(tǒng)均是如此，北京地鐵采用的是第三軌受流器（上海和廣州地鐵則是架空接觸網），其饋電電壓為750V。由于750V饋電電壓供電距離短、雜散電流大，現(xiàn)在多采用1500V。圖2顯示的是采用雙邊供電的上行接觸網的分區(qū)段示意圖（下行亦相同），一個供電區(qū)由相鄰的2個牽引變電所同時供電，這種雙邊供電的方式提高了供電的可靠性，同時分區(qū)段的方式使故障被隔離在某個區(qū)段以內，而不致影響其它供電區(qū)段，因而被廣泛采用。本文中所討論的保護原理均基于1500V架空接觸網雙邊供電方式。

2牽引變電所內直流保護的配置

牽引變電所內的直流保護系統(tǒng)必須在系統(tǒng)發(fā)生故障時快速、準確地切除故障，同時又要避免列車正常運行時一些電氣參數(shù)的變化引起保護裝置誤跳閘。后備保護的存在增加了故障切除的可靠性，同時也增加了與主保護配合的難度，所以保護的配置也不宜過多。不同的牽引變電所其電氣特性不同，運行要求不同，所以保護裝置的整定值不同，甚至保護的配置亦不相同。通常，牽引變電所內的直流保護安裝于開關柜中，其可能的配置如下：

A．饋線柜（圖1中對應211，212，213，214開關柜）：

a．大電流脫扣保護（over-currentprotection）；

b．電流上升率保護（di/dtprotection）；

c．定時限過流保護（definite-timeover-currentprotection）；

d．低電壓保護（under-voltageprotection）；

e．雙邊聯(lián)跳保護（transferintertripprotection）；

f．接觸網熱過負荷保護（cablethermaloverloadprotection）；

g．自動重合閘（automaticre-closure）。

B．進線柜（圖1中對應201，202開關柜）：

a．大電流脫扣保護（over-currentprotection）；

b．逆流保護（reversecurrentprotection）。

C．負極柜：

a．框架保護（framefaultprotection）。

D.軌道電壓限制裝置

a.軌道電壓限制保護

3主要保護的原理

牽引變電所內的直流系統(tǒng)的故障形式主要有：短路故障，過負荷故障，過壓故障等等，最常見的也是危害最大的是短路故障。從本質上講，短路故障有兩種類型，一種是正極對負極短路，另一種是正極對大地短路。所內配置的多數(shù)保護都是為了切除前一種故障，框架保護則是為了切除后一種故障。

對于前一種故障，多數(shù)是由于架空接觸網對鋼軌短路所引起的，短路點離牽引變電所的距離決定了短路電流的大小。遠端短路故障電流的峰值與列車啟動時的電流峰值相近，甚至小于該電流，所以，遠端短路故障電流與列車啟動電流的區(qū)分，是牽引變電所直流保護的難點。另外，列車受電弓過接觸網分段時，也會有一個峰值較高的電流出現(xiàn)。

摘要：本文以直流1500V雙邊供電的牽引變電所為例，介紹了地鐵直流牽引變電所內各開關柜的保護配置，并詳細闡述了主要保護的原理，如大電流脫扣保護、電流上升率保護、定時限過流保護、低電壓保護、雙邊聯(lián)跳保護、接觸網熱過負荷保護、框架保護等。最后，對于目前的保護原理中存在的不足之處，本文也做了分析，如多輛列車短時間內相繼啟動可能會造成保護誤動，小電流（尤其是有電弧的情況）短路故障與正常運行電流的區(qū)分，以及框架保護的選擇性問題。

關鍵詞：地鐵直流保護