地铁供电系统直流侧短路故障探思.pdf

汽车技术 Automotive Technology 汽车周刊 Auto Weekly 第 12 期 39 地铁供电系统直流侧短路故障探思 彭晓东（石家庄市轨道交通集团有限责任公司运营分公司 石家庄 050000）摘 要作为如今人们日常生活出行所必不可少的交通工具，地铁极大地方便了我国人民的日常生产生活需求。对于地铁线路而言，其本身的地铁供电系统对于地铁正常安全稳定的行驶具有重大的意义，对于我国目前所出现的地铁供电系统直流侧短路故障及相关问题，本文将立足于此基础知识之上，从多个方向上分析地铁供电系统直流侧短路故障的产生原因，并根据故障产生原因而提出与之相关的地铁供电系统直流侧短路故障的保护手段和方法。关键词地铁；直流侧短路；供电系统 引言：在我国，人们通过地铁出行已成日常现象。作为一种新型的城市轨道交通系统，地铁拥有着载客量大、安全性高等诸多优点，是我国目前各大城市的主要城市交通系统之一，我国通过大量建设地铁出行系统，对全国的各大城市居民出行压力起到了极大的缓解作用。地铁的稳定运行与其相关的地铁供电系统是密切相关的，地铁供电系统的安全与稳定对于整个地铁系统有效运行有着重大的意义，因此，对于地铁供电系统直流侧短路故障问题的产生原因与解决方法需要得以有效探讨与解决。一、什么是地铁供电系统 所谓地铁供电系统，即是用于保障整个地铁系统与其相关的辅助用电设备稳定用电实行的系统，地铁供电系统包含有主变电所、牵引变电所及与之相关连的降压变电所等三个内容。对于地铁系统的安全与可靠性需求而言，则包含于地铁供电系统的持续供电能力、电力紧急救援以及相关的地铁供电系统直流侧短路故障救援措施等方面。目前，我国各大城市的地铁供电系统所采取的供电方式主要有三种，即分散式供电系统、集中式供电系统、分散与集中相混合供电系统三种方式。地铁直流供电系统所使用的电源是其所在城市的城市电网，工作人员通过变压器将各种不同型号的电源变成适合于地铁系统的直流电压，从而为整个地铁列车组进行供电操作。为了在地铁项目的实际工作中有效保障地铁供电系统的稳定性，我国在地铁供电系统的选择上大多选择双牵引形式的供电方式，且设备均已实现了自动化和智能化的运行方式1。二、地铁供电系统直流侧短路故障的产生原因 对地铁供电系统直流侧短路故障的产生原因进行技术性分析，是提高地铁供电系统的安全稳定运行能力，并根据原因选择合适保护方法的基础手段，也是为各个变电所选择如何进行设备保护、确定设备保护方案进行准备工作，具有十分重要的研究参考价值。除此之外，对地铁供电系统直流侧短路故障进行分析也是保证整个地铁轨道系统安全运行的重要保障手段，如果因为地铁列车出车次数增加、出车频率变大，或者是大幅度的提高地铁列车的运行性能，则可能会在地铁供电系统直流侧的使用上增大其使用压力，从而导致线路短路等地铁线路故障的发生。因此，对地铁供电系统直流侧短路故障进行精准的计算以及研究工作是十分重要的。产生地铁供电系统直流侧短路故障的原因有很多，如其本身的结构设计有缺陷，或者是出现单条线路的短路等。在进行地铁供电系统直流侧短路故障的故障原因分析时，应当在其供电系统的结构上进行充足的考虑与思考，如地铁供电系统使用大并联的供电方式进行地铁系统供电，则当供电系统的某一点出现问题故障时，处于该系统的所有供电变电所都会出现故障影响。而为了提高地铁供电系统本身的可持续化运行能力与安全可靠性，在地铁供电系统直流侧短路故障出现时进行改善工作，以保证地铁列车正常运行时，则必选加强地铁供电系统直流侧短路故障的保障能力2。在地铁供电系统直流侧短路故障发生的时候工作人员既要快速找到并及时解决故障问题，又要避免在此过程中影响到地铁列车的运行，工作人员在地铁供电系统中需要加入一定的保障系统装置，以防止其出现故障。但是，过多的保障系统装置也会影响到与主要保护装置之间的配合工作与难度，因此，在实际的地铁供电系统直流侧短路故障的防护过程中，工作人员也不宜在地铁供电系统中配置过多的保护装置。因为对于不同的变电所而言，其运行时所需要的要求也不尽相同，对于变电所安装的保护装置的设定值也就不同，甚至于针对不同的地铁供电系统而言，所使用的保护装置也都有所不同。针对于目前地铁供电系统直流侧短路故障中可能出现的原因以及造成的相关不良后果而言，需要有针对性地对其提出相关电力供电系统的系统保护措施。三、地铁供电系统直流侧短路故障的保护措施（一）地铁供电系统直流侧短路故障可通过网线线路汽车技术 Automotive Technology 汽车周刊 Auto Weekly 第 12 期 40 进行保护工作 通过牵引网线线路，可以有效对于地铁供电系统直流侧短路故障中的大电流脱扣、电流变化率与过电流问题进行保护措施。所谓大电流脱扣保护，即指在地铁供电系统直流侧短路故障发生时，确定电力供电系统中存在短路电流峰值，通过调整短路器的电流值来进行相关的断路器跳闸工作，以此来保障地铁供电系统直流侧短路故障得以解决。一般来说，确定保护电流的阈值需要工作人员根据其地铁线路的实际使用情况得出结论，并且所得出的保护电流阈值应当比地铁列车所启动时的最大电流大，同时也要比造成电流短路时最小的电流要小。在城市轨道交通的地铁运输项目中，在同一个供电区域里往往会出现多辆列车同时启动的现象，而在这时网线线路所承担的电荷量很大，如果列车工作人员仅仅采用普通的电流保护装置进行防护工作，则很容易因为承担电流过大而造成地铁供电系统直流侧短路故障，从而严重影响到地铁列车的正常行驶工作，通过使用网线线路进行地铁供电系统直流侧短路故障保护工作的方法，可在地铁列车电流过大的时候有效切除地铁供电系统直流侧短路故障产生点，从而避免故障进一步延伸开来。同时，因为过电流的保护装置主要是通过对地铁列车电流进行限制工作来实现的，因此，在实际的操作中应当尽量避免在列车开启时启动限制装置，以防止出现阻碍地铁列车正常运行的效果，除此之外，还可以对列车本身电流以正反两种方式进行电流保护措施，从而进一步对地铁供电系统直流侧短路故障的保护起到加强作用3。（二）地铁供电系统直流侧短路故障可通过中压网络进行保护工作 在发生地铁供电系统直流侧短路故障时，可通过中压网络的方法对地铁供电系统进行保护工作，这种地铁电流保护方式比较简单，且自身的形式比较多样化，其自身主要以过流保护为主。在我国地铁供电系统网络中，一次接线与二次保护是紧密相连的，在选择地铁供电系统直流侧短路故障的保护方案时，应当根据一次接线方案以及地铁的运行方式和具体运行特点等，对地铁供电系统实行保护操作。我国地铁供电系统中压供电的方式有多种，其中最为常见的中压供电方式是双环接线方式，在这种供电方式下，各个线路上的中压保护方法并不一样，这也是为什么地铁供电系统直流侧短路故障容易发生的重要原因之一。对此，工作人员在进行过流保护及相关的设备设施的设定工作时，应当设置纵差保护为主保护，其他的过流保护为副保护，以此来减少地铁供电系统直流侧短路故障的发生概率。在我国国家地铁项目的地铁供电系统中，因为各个地区的发展水平不一，所采取的地铁系统规模和相关的承载指标也均各不相同，因此，在对于地铁供电系统直流侧短路故障的相关保护与预防措施的选择上，根据其地铁系统的不同也应有所不同。对于不同城市规模、不同发展现状的地铁供电系统的管理上，相关部门的管理人员不能使用统一化的管理措施，这样不符合实际且不适用于项目具体需求的地铁管理方法，也是不符合与社会发展实际现状、不符合地铁供电系统直流侧短路故障的有效保护规范的。在地铁供电系统直流侧短路故障的保护措施选择中，相关的地铁有关部门管理人员应当结合本地地铁铁路系统的实际情况，进行合适的保护装置选取工作，从而使得整个地铁供电系统可以与地铁轨道系统更为协调和统一，从而达到完善地铁项目、更好地满足于当地居民日常出行需求的目的。四、地铁供电系统直流侧短路故障的相关展望 综上所述，地铁供电系统直流侧短路故障的问题研究与相关保护措施的管理对于整个地铁列车系统而言十分重要，要想保证地铁列车系统的安全、有效、稳定运行，相关的管理部门及人员需要对地铁变电机的保护措施、相关设备的保护措施尽可能的妥善研究和选择。但是，引起地铁供电系统直流侧短路故障的问题是多样的、也是复杂的，仅仅通过对地铁供电系统直流侧短路故障的产生要素和处理方法进行讨论，是不足以对整个地铁列车系统的有效运行起到帮助作用，地铁行业的相关工作人员如想要构建出一套合理且科学的地铁供电系统，则需要在已有的基础上合理进行规划，并在之后的地铁列车项目实践的过程中不断用科学的管理方式和实验，进一步完善铁路供电系统的组成，方可最大限度地避免地铁供电系统直流侧短路故障的产生，从而为保证人们日常安全稳定出行作出贡献。结束语 作为整个地铁列车系统而言，地铁供电系统是保障其正常稳定运行的重要组成部分，也是地铁列车在实际运行过程中能够安全稳定进行的有效保障。在面对地铁供电系统直流侧短路故障的相关问题时，有关单位和部门应当积极主动地对其所出现的相关问题进行处置工作，同时积极进行相关的保护和改进措施，从而保障地铁供电系统能够在整个地铁列车系统中发挥出自己应有的作用，以此来满足相关的地铁运行与人民出行需求，一个好的列车供电系统是需要适应于整个社会对于地铁列车系统的运行速度快、运营容量高、运行安全性强的客观需求的。参考文献：1夏维,郑晓冬,吕承,等.多相整流同步发电机系统直流侧短路故障分析J.海军工程大学学报,2020,32(4):7.2徐勇,谢学渊,单周平,等.多端柔性直流输电系统的直流侧短路故障电流计算方法及系统,CN112507278AP.2021.3张文嘉,王荃荃,李海坤,等.基于对称双极接线的全桥型MMC-HVDC 直流侧短路故障穿越控制方法J.电力系统保护与控制,2020,48(16):8.作者简介：彭晓东（1996-05）男，汉族，本科学历，初级职称，籍贯河北省石家庄市。