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摘要：城市轨道交通直流供电控制和保护系统能够使整个交通系统稳定持久的运行，它的作用至关重大。同时也是轨道交通供电自动化系统中不可或缺的一部分。本文的笔者将先简单概括直流供电的控制和保护系统的基本原理，后基于控制器（PLC）与保护装置（SEPCOS），确保避免相关问题的发生，进一步提升用户在乘车时的体验。
关键词：直流供电的控制；保护系统；轨道交通；稳定运行；原理
引言
城市轨道交通涵盖地铁、轻轨、有轨电车等多种交通运输工具。轻轨交通具有极强的运载能力，且伴随的噪声或大气污染较少，每小时可达上百时速，准确的将乘客送往目的地。它能缓解城市交通体系在运输过程中产生的压力，还能为地区经济与社会发展起到促进作用。随着时代的进步，更多高新技术的不断应用，人们开始运用微型处理器实现了相关设施的电路保护，强化了供电系统的稳定与精确性能。目前予以的相关处理方法是基于可编程控制器（PLC）的数字式保护方案，用这种方案替代了之前传统的电路控制等保护方式，提升了保护设备的稳定性，加强了设备设施对电路的保护能力，从而使配电系统达到智能化和自动化的效果。
一、基本工作原理
（一）直流供电的控制系统
直流供电的控制系统包括分合闸以及重合闸的操作，相应电路的联跳以及线路的整体测试，这些系统共同组合而成了直流供电的控制系统。其中电流信号在经过系统时，会触发联跳信号的传导，进而使信号能够促进闭锁的产生与接触，从而进一步加强对重合闸的控制。一般情况下，故障发生后会开始相应系统设施的线路检测，进而为分合闸的下一步运行提供依据。
（1）分合闸
分合闸能够为电路保护系统提供电保护操作和磁保护两种操作形式，并能提供相关通电线圈通电时长的控制方案。其中，电保护操作的通电时长必须得到有效保证，其保护措施程序为：由合闸的线圈进行电流供给，促使断路器进行合闸操作，然后通过控制相应的点流量使断路器能够在相应位置进行合闸操作。分闸则是通过其自身线圈提供电流，使系统内的设施呈现出分闸的状态，再到失电。至于磁保护系统，其通电时长不宜过长，并且在通电过程中应该对其磁场变化进行综合控制。
（2）联跳
联跳主要是用于双端供电模式的控制机制，首先要对电路进行多方面检测，切掉断路器一段的保护装置，同时向附近社区发出联跳的电流讯号，并立刻进行跳闸操作，一旦相应的电路合闸后才可以取消联跳电流讯号，联跳是为了及时的保护其工作性能。整个联跳控制过程和原理见图1。
图（1）保护功能触发与联跳的工作原理
（3）自动重合闸与闭锁
直流供电的控制系统时常出现一些短路情况，如果这种短路情况是暂时性故障，则应立刻予以解除。自动重合闸与闭锁功能有助于提升整个系统内部的电流质量，整个重合闸不得携带存在问题的元件，要不然会增加相关闸的工作量，折损断路器的寿命。在操作整套系统时，每隔一段时间应该进行一次线路检测过程，使其作为是否闭合重合闸的依据，如果存在超过预计失败次数的合闸，就说明相关电路已经发生永久性的故障，需要相关技术人员通过手动的方式来解除重合闸的闭锁。其控制原理如图（2）所示。
图（2）闭锁、触发及重合闸控制原理
（二）保护系统
保护系统分为两种：①直接安装在断路器内的保护元件（例如：CM1、TM30等各种脱扣器），②断电保护装置。本文的笔者主要探讨的是断电保护装置。
二、SEPCOS的控制与保护系统
（1）主要功能
SEPCOS具有大量的控制与保护系统，可进一步满足牵引供电系统的各种需要，被分为模拟输入测量和保护、控制、记录、通信四个方面，最主要控制程序存储在EEPROM，其它存储在EPROM，可进行串行线与网络下载，再次编程。
（2）线路测试系统
在进行直流供电的控制保护前，一定要进行相应的线路测试，排除线路内因为错误连接而导致的短路故障。线路测试一般都应用于馈线式的用电器上，线路测试的逻辑工作原理是检测相应设施的电流量、电压以及电阻，然后与相关设计的数值标准进行比较，从而判断线路内是否存在着短路现象。基本的逻辑工作原理如图（3）所示。
图（3）线路测试功能的控制逻辑
（3）保护功能
要先分别进行电流参数、电压参数及阻抗参数的测量，对给电观察断路器的呈现状态，记录数值大小予以比较，针对情况选用不同形式的保护方式，进一步设定数值，调节信号，保护系统功能。
三、通信
ProfibusFMS允许控制台与发包器之间开展通信。在一个网络下可同时拥有多台控制台，但通信只能实现在控制台与发包器之间（不能在几台控制台之间）。信息数据传输的速率高达500kb/s。
分模块化予以开展工作，包含VIDC板（cpu，控制通信、数据交换）、VPC板（处理器，连接发包器，测量与保护）、VMI板（输入板，作为发包器）、VMK板（输出板，作为发包器）、数字电源板、其它通信、数据网络版。
四、结束语
随着科学技术的进步，控制与保护系统将会朝着智能化、标准化的方向发展，拥有的功能更加强大，变得更加完美，进一步保证直流供电的安全稳定性、满足自动化的要求，更好地推动我国轨道交通的发展，方便人们的日常出行与货物运输。
参考文献：
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[2]刘炜，李群湛，陈民武.城市轨道交通交直流统一的牵引供电计算[J].电力系统保护与控制，2010，38（8）：128-133.