迟家新
无锡地铁集团有限公司运营分公司，江苏 无锡 214101
摘要：近年来，我国轨道交通发展至今，一般采用的都是过流保护以及零序保护等装置，独联状态下继电保护装置之间难以实现有效通信，轨道交通供电系统的稳定性也遭到破坏，在一定程度上也阻碍了轨道交通的发展。因此，继电保护网络化十分必要，有关部门和工作人员要加以重视，提高相关科学技术。
关键词：地铁供电系统；供电方式；选择分析
引言
地铁供电系统的短路电流和故障分析能够为设备选型和供电系统的设计提供重要参考。短路故障发生后，直流供电系统中的电流急剧增大，准确掌握短路电流的变化过程有助于确定地铁供电系统的保护策略。短路故障发生在供电网的不同位置，短路电流也会有差异。此时需要针对短路电流的特点，完成短路保护动作，切除发生故障的线路或设备。
1 地铁供电系统和继电保护网络化的相关概念
1.1 地铁供电系统
地铁具有速度快、能耗低、安全性高的特点，从我国第一条铁路建成至今为人们的生活带来了诸多便利，已经成为各城市的重要交通工具。另外，我国地铁的发展在全世界都处于领先的地位，被许多国家借鉴和效仿，给其他国家提供了众多技术和理论支持。地铁作为轨道交通，所需要的技术含量较高，同时建设成本和后期的维护成本也较高。其中地铁供电主要通过电网供应，由于供电系统的复杂性，必须对其进行继电保护，保证各个供电系统正常运行，并能够及时处理各系统可能出现的问题。其中，电线短路是地铁供电系统出现频率最高的故障，一旦出现，电流可能会突然增大，一些元件开始发热，轻则损坏元件，缩短元件寿命，重则造成永久性损坏，必须予以更换。另外，短路故障也会损害其他供电子系统，进而影响整个供电系统的运行，造成的危害极大。一般情况下，供电系统产生故障所持续的时间不长，只要平时进行有效的维护，或者在刚发生故障时就对其进行快速处理，都不会对供电系统造成太大的危害。而设置必要的继电保护装置对供电系统有很重要的保护作用。
1.2 继电保护系统
继电保护装置能够通过电网的电流变化来判断供电系统是否存在异常，以正常电网的运行速度为依据，检查实际电网运作时所显示的数据，当实际数据与正常数据无差异时，表明电网正常运行；如果出现差异，则表明供电系统出现异常。供电系统出现问题时，继电保护装置所显示的电流会增大，此时，继电保护装置就会采取跳闸等措施对电网进行保护，以此来提醒人工前来检修。
1.3 继电保护网络系统
选择合适的继电保护系统十分重要，它对电力有一定的调控作用，有利于保证供电系统稳定性以及正常运行，预防各类故障的发生，进而保证地铁乘车安全。从网络架构方面看，可将网络保护系统分为市级、省市级和省级。首先，线路保护以及变压器保护连接到主站保护系统依靠的是变电站，然后对被监控设备进行实时控制。其次，变电站的信息需要被及时传送给主站网络，由保护管理机器依照网络命令进行实时保护，随后连接到其他变电站。其中变电站保护系统包含主站系统、变电站系统以及保护系统三方面，主站系统主要是对一定范围内的变电站的维护，同时依据变电站传送的信息，判断供电系统此时的状态，一方面保护设备，一方面同其他主站系统进行信息交流。变电站系统的作用主要是收集信息、控制信息和传输信息，依据所接收的各保护装置的检测信息，对变电站进行整定，然后把信息及时传送给主站。
而保护系统装置则是进行就地整定以及实施保护动作。此外，主站系统和变电站系统的位置分别位于调度侧和变电站内。光纤通道一般包括专用光纤和多路光纤，在短距离传输时往往选择专用光纤，以增强其可靠性，而在长距离传输时往往选择多路光纤。
2 地铁直流供电系统的短路保护策略
（１）接触网发生短路故障时，直流馈线保护应快速动作，来保护牵引网、地铁车辆和乘客的生命安全。一般情况下，接触网在近端短路故障下，大电流脱扣保护应动作；而接触网发生远端短路时，ＤＤＬ保护应动作。正常情况下，大电流脱扣保护和ＤＤＬ保护保证馈线的短路故障全部被清除。（２）地铁车辆发生短路故障时，车辆保护动作应与馈线保护动作相互配合，且车辆保护相对于馈线保护是独立的，可以优先速断。具体动作策略是：车辆短路故障发生时，地铁车辆应首先进行自救，即无论身处何地，车辆上的保护装置（高速断路器、主熔断器）此时必须动作，而变电所的直流断路器不应动作，需要继续保证对非故障车辆的供电，减小对地铁系统的整体影响，保证乘客的出行。（３）短路故障发生时，车辆位于变电所近端，且故障发生在车辆进线电抗器前，这种情况下，系统阻抗和电流惯性都很小，电流上升速度非常快，此时高速断路器可能无法快速动作切断短路电流。为了应对这种情况，车辆供电回路中必须接入主熔断器，保证短路发生时，主熔断器的熔断丝因迅速生热而熔断，及时切断短路电流，保护车辆安全。（４）车辆短路故障时，为了保证车辆保护较馈线保护更快动作，从而减小停电影响，必须选择合理的地铁车辆高速断路器、主熔断器。为了更可靠地保护车辆，馈线保护应延伸至车上，以防短路发生时车辆保护装置不动作而损坏车辆。
3 无功补偿装置的选择
针对不同的地铁线路运行情况，需要对无功补偿装置进行选择。当前较为先进的无功补偿装置是静止同步无功发生器，实际利用的过程当中响应时间更快，并且能够有效去除谐波谐振等问题，具有低损耗、体积小等运动优势。静止同步无功发生器在实际应用的时候，一方面可以有效提供感性无功，感性无功可以减少电抗器的应用，提升电路运行稳定性，另一方面能够有效提升对重负荷容性补偿的应对性。静止同步无功发生器简称SVG，在2009年广州地铁五号线首次投入静止同步无功发生器，此后其他城市的逐渐应用这项技术，静止同步无功发生器在实际应用的过程当中具有一定的技术可靠性，并且具有一定的成熟应用经验。在计算工程量与实际运行情况的过程当中，受多方面因素影响可能存在一定的数据偏差，并且由于主变电所的不同供电范围和运行情况，使运行计算模式存在一定的不确定性。所以地铁在运行的时候很容易出现系统运量增大和负荷增加的问题，从而对容性无功的补偿需求也有所提升。静止同步无功发生器属于精密电力电子变流设备，如果在运行过程当中容量过大，就会直接影响设备的投资效益。因此需要加强对静止同步无功发生器的容量控制，在线路设置的过程中安装固定电抗器进行线路补偿，从而真正实现对工程投资的有效控制。另外在进行无功补偿装置的选择过程中，为了减少固定电抗器频繁投切的情况，电抗器的体积和成本进行有效控制，需要借助静止同步无功发生器对剩余容量进行补偿。
4 结束语
总之，网络技术的应用在今后各行各业的发展中是必不可少的，因此，一方面要不断提高计算机技术和信息技术，另一方面要把这些技术合理应用到实际工程中。网络信息数据的分享与交流所受的各种局限性较小，改变了传统供电继电保护系统相互独立的状态，将各系统间有机联系在一起，在此基础上，地铁的供电系统不断完善。从另一方面来看，地铁如今也成为我国居民重要的出行方式，各项系统的完善直接影响乘客的人身安全和公共财产。因此，供电系统的继电保护系统是一个十分重要的任务，有关部门应设计好相关措施，保护地铁安全，促进地铁发展。
参考文献：
[1]秦汶贵.地铁供电系统无功补偿设计及应用[J].建筑·建材·装饰,2017(12):225.