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摘要：在整个供电保护过程中，继电保护是其中的一个非常重要的环节，由于供电系统的不同，所以不同的供电系统对继电保护的要求也是不同的，在针对地铁供电系统继电保护的研究上，要及时修正供电系统中继电保护中存在的不足，还要充分的分析地铁供电系统中供电线路和变压器等继电保护装置，从而进一步研究地铁供电系统的继电保护方案。本文以上海铁路供电系统为实例进行了相关的研究，以此对供电系统中有关继电保护的优化方案进行了分析。
关键词：地铁供电系统；继电保护装置；优化方案
引言：由于地铁供电系统的构成是十分复杂的，所以针对地铁供电系统做出的相关的继电保护方案也是不同的，并且十分复杂，正是因为这些复杂的因素，所以才要对地铁供电系统中的继电保护装置实行有效的管理，以此来保证地铁供电系统能干安全可靠的持续运行。但是就现阶段我国所实行的地铁供电系统继电保护装置而言，仍然存在着许多需要加强和改善的地方，可靠的供电系统是地铁运行过程中最关键的部分，对继电保护装置的要求是非常高的，在这些问题的基础上，本文就地铁供电系统中先行的继电保护方案展开了论述，并且针对这个问题提出了有关优化地铁供电系统继电保护装置的合理化措施，以确保铁路电力系统的正常运行。
一、江苏地铁供电系统继电保护装置
以江苏地铁供电系统中的继电保护装置为实例，我们对其进行了充分的研究，研究发现，江苏地铁以纵联差动的保护方式作为整个供电系统的主要继电保护方式，同时还配备了多种其他保护方式来实现继电保护的，这样做的优点就在于，技能确保供电系统的安全运行，还能将供电系统中存在的问题进行及时的反映，不过，这种方案自身也存在着许多不足，比如曾经就出现过这样的问题：由于某条电路中的保护定值不能够及时满足要求，所以就导致了某条线路的倒送电方式在运行时出现保护误动，因此就会在这一种情况之下，相当大部分的负荷出现失电的情况。
1.限时以及普通电流在速断保护上的不同
在地铁中，由于其结构的特殊性，如果地铁中的某一阶段的线路出现电流负载时，超出范围的大量的电荷就会激发电流速断保护器功能，及时的断电保护能够有效地保障设备的稳定运行，避免由于大量的电流所带来的危害和风险。电流保护一般按照躲开下一条线路出口处短路的条件来进行设置，而且在保护范围上一定要保障所进行保护的最小范围一定不能小于对保护的线路的总长。这种保护方式主要体现在两个方面一个方面是限时电流速断，另一个方面是普通电流速断。在限时电流速断中其所发挥的功能主要是。及时的切断线路，从而在最大程度上保证下一段线路的稳定运行。
2.倒送电运行方式时的过电流保护
在整个地铁运行的过程中，需要持续的进行供电，一旦在供电的过程中出现系统的故障，为了维持正常的地铁的稳定和安全。为了维持正常的电负荷，就要转变变电站来提供，这种转变得方式，我们撑其为倒送电运行。但是，在此过程中也会出现许多问题，比如短路故障问题，很多时候是由于相关的技术人员专业技能不足所产生的。对倒送电运行的误解，很多时候相关的技术人员认为电流保护适合你采用相关的经验来完成的。因此很多时候都会采用曾经所应用的数值来进行参数的确定。这种参数缺乏有效性以及科学性，很多时候由于设置参数的错误，引发整个供电系统的故障，在一些特殊的情况下还会引发例如保护误动等问题，这种问题的出现，就会使整个地铁沿线的负载出现异常增多的现象。
3.纵联差动保护
一纵联差动保护的优点就在于，能够对设备的内部故障进行快速而准确的分析，所以该种继电保护方式被广泛应用于电气设备与输电线路的连接中，纵联差动保护之所以能成为供电系统的主要继电保护形势，主要的原因是因为在很大的程度上具有很好的选择性，这种功能和方式很多时候能够实现对输电线路的保护。
二、地铁供电系统的特点
很多时候，地铁的供电系统与常规的供电系统存在着很大的区别，配电站间距在理论上存在着较小的现象，这种间距很多时候大约在2.5千米，由于地铁供电系统中的供电线的距离较短，许多继电保护配置不能发挥出理想中的保护效果。所以在整个地铁的供电中，为了在最大程度上保障供电的稳定性，就要确定附近的变电站能够及时提供援助，进而保证整点供电段线路能够正常运行。
三、地铁供电系统保护
1.线路保护在供电系统中出现相关问题的分析
在很多时候，由于地铁的运行会受到很多外在因素的影响，这些外在因素会在一定程度上为供电系统的正常运行带来威胁，一旦整个供电系统因为外在因素出现短路现象，为了将这种故障所带来的风险降到最低，工程技术人员首先就可以选择快速断电的方式来减少这种故障所带来的危害。然而在实际的操作过程中，很多时候如果只是进行断电，很可能会影响地铁的运行，为很多人带来不便，同时也会严重的影响交通，造成拥堵问题，甚至会因为这一小的问题而产生蝴蝶效应。因此为了在最大程度上将这种情况降到最低，还可以进行双重保护的措施来对断电线路进行及时有效的处理。进而及时的对铁路供电系统进行过流保护，从而在最大程度上保证整个地铁的良好运行。
2.牵引供电系统的保护
这种保护法在很多时候依据其作用方式的不同可以分为直流以及整流机组两种。在供电系统发生故障时，如果发生故障的时间并不长，那么就可以通过整流机组的方式来进行供电保护的操作，一旦变压器发生故障，该保护方式就会通过速断来保护电流，所以，牵引整流机组保护法能够保证系统的持续动作。除此之外，为了在最大程度上保障整个机组的稳定的运行保障整个供电系统能够最快的回复功能，就必须从设置牵引整流机组阶段入手，然后再让相关操作人员设置好本体超温保护，当本体超温保护系统建立完成后，在利用其自身特点的基础上，做出相关开关，以此来实现其利用其开关对供电系统进行保护的目的
3.选取特征量
继电保护系统中最重要一个基本的原则就是平稳运行，在继电保护系统形成初期，相关工作人员为了能够精准的确认出供电系统再不同情况下的运行状态，会对已经采集到的信息展开系统的分类，在此基础上进一步识别供电系统的不同运行状态。对相关信息进行整理后，再对传输电信的信号特增量进行提取，进而完成各种整定值的设定，其中电流上升率是一项最关键的数据。
4.地铁供电系统变压器保护
在对于目前的地铁的运行来说，很多时候后供电系统发挥着无可替代的作用，很多时候一旦变压器在外界环境的影响下发生问题，很多时候会将问题扩大范围，最终产生严重的后果，因此为了确保在最大程度上保障整个系统的稳定性，就要对变压器的故障进行定位分析，在传统的变压器故障中，有两方面的因素表现最为明显，第一，邮箱引起的故障，这种问题的出现会在一定范围上对整个系统的电路造成影响，很容易引发接地以及短路现象。第二就是内部的故障，所谓的内部故障，该种故障下会出现许多相关问题，比如单相接地短路、绕组的匝间短路、相间短路等，所以，一定要加强对地铁供电系统中变压器运行的重视程度。
四、地铁供电系统线路保护配置方案研究
地铁供电系统对线路进行保护的装置有以下几种：零序电流保护装置以及相间电流保护和纵联差动保护等。一旦已经确定了各保护装置之间的配合方式，与线路中电流速断达到核定值情况下对比于限时电流速断时保护装置的核定值，电流速断这种对电路的保护方式核定值要小一些，因此就形成了其实际进行保护的范围比电流速断保护方式小了很多的情况。同时一旦出现这种问题，限时电流速断就会很难有效的发挥出其本来的作用，在进行运行的时候很多时候所能产生的效果就会极其不明显，甚至会在一定程度上无法满足相关的标准。因此，根据对以上问题的说明，我们发现，在整个地铁的供电中，电流速断保护严格意义上来说，根本不合适。同时零序电流保护很多时候由于电路的接法问题，在很多时候所能发挥出的作用受到相关因素的影响，会出现保护范围不足的问题，这种问题的出现，也在很大程度上降低了保护的效果，因此也需要在该问题上进行改正。
五、优化地铁供电系统的有效方案
继电保护配置在设计地铁供电系统中是非常关键的一环，所以一定要加以重视，尽管当前的继电保护配置能够对大部分地铁线路供电系统中存在的一些基本故障进行维护。对此，我们为了在最大程度上保障整个运行环节以及解决环节的有效性和科学性，就应该首选以下面几个方向为基准，进行地铁供电系统的继电保护装置的优化配置，进而提高整个地铁供电系统的继电保护水平。
1.正常状态下保障方案
方案的确立首先要注意以下三点：一、为了实现对地铁供电系统故障的快速解决，所以在地铁供电系统的继电保护过程中，会优先选取纵联保护的配置方案，进而实现保护效果的最大化。二、关于接地保护，在很多的时候其主要的作用是高效的将分相电流差动设置成主要保护方式，这种方案很多时候具有相当高的科学性以及准确性，因此为了在最大范围上保障整个方案确立的可行性，就要在此基础之上进行优化，就要选择一种可以在关键时刻提供后备支持的保护装置，此时零序过电是一种比较可靠的方式，使得系统能够在正常运行阶段下的优化方案变得更加科学化。三、当电压变压器在地铁供电系统中实施保护时，会选择纵联差动的保护方式来保证供电系统的正常运行，我国的相关部门应该按照地铁供电系统的具体运行情况，充分结合生活实际，在地铁供电系统的中制定相关的行之有效的解决办法，能够在最大程度上提升整个方案的科学性，同为已能够是地铁的供电效果在最大程度上得到保障。
2.在倒送电运行方式下的优化方案
在地铁供电系统处在倒送电的状态时，由于供电系统的过电流保护具有一定的延时性，所以相关部门在供电系统保护工作，就要从电流保护方面入手，针对不同区域的具体特点进行供电的合理安排，要时刻保证电站两侧随时都有备用接线，如此一来，在某个节点突然发生故障时，就可以充分利用备用接线来继续维持整个系统的正常运作。
3.母线继电保护配置方案
如果在保护的整个过程中出现电力设备不能够有选择性地对母线进行故障切除时，同时三条线路中的电线仍然在一定程度上相连，在这种情况下，对其中之一的母线进行相应的保护就显得极其重要的，所以，安装专门的母线继电保护装置是必不可少的。
4.接地保护
所谓接地保护的方式就是以分相电流差保护为主，辅之采用一种零序过电流种类的保护装置，以此来达到铁路供电系统对灵敏性和系统性上的高要求。如果零序过电流保护装置在其灵敏度上出现太低的现象，中性点上接地电阻就会对其阻值进行控制大小，从而使铁路供电系统得到全面安全的保护。
5.分级保护
对于电压在不同等级下的情况，所使用的继电保护方式必须要是相适应的。例如：在进行220kV以上电压等级所进行的供电线路的保护的过程中，首先为了保障整个方案的有效性就要在最大程度上确保保护过程的良好有效，而对于后备保护来说可以依据实际的情况进行相应的简化处理，只要能够在需要的时候实现双重保护功能就可以。
又比如，如果是100kV的输配电线路中进行保护作业的话，就可以依据实际的情况选择合理的保护的方式，一般分为以下几种形式：零序、阶段式相过电、、接地距离这三种保护形式来进行。还有如果是对于以下的电压等级进行的保护的话，还可以采用远后备方式来进行具体的操作，当线路发生故障的时候，本线路不能及时对其进行瞬时保护，则可以由相邻的电路进行保护。因此为了在最大程度上将电流保护做到最好，收到最好的效果，就要在实际的工作环节，结合现场的施工环境，制定明确的、有效的继电保护方案，进而实现地铁供电系统的最佳运行效果，还要对相关保护方案进行检测。
结束语：就现阶段我国的供电系统继电保护方案而言，方案中还有许多地方需要改善和加强，对于这种现象的出现，我国相关部门一定要对供电系统进行有效整合，充分结合现有的地铁供电系统继电保护方案，以地铁供电系统特点作为研究的基础，做出相应的技术准备，进而实现地铁供电系统的最佳运行效果，还要对相关保护方案进行检测，在保证该方案具有一定的安全性和可靠性的情况下，进一步将已经优化过的地铁供电系统继电保护方案进行大力推广。
参考文献：
[1]黄建胜.地铁供电系统继电保护方案研究[J].建筑建材装饰，2017（11）.
[2]杨恩琴.地铁供电系统继电保护研究[J].工业，2017（3）：00097-00097.
[3]刘超.地铁供电系统继电保护方案研究[J].科技风，2015（15）：24-24.