石家庄市轨道交通有限责任公司河北石家庄050000
摘要：近年来，随着我国经济的发展和综合国力的不断增强，我国的科学技术水平不断的提升，这促使了地铁开始广泛的在我国的各个城市开始使用，使得地铁越来越成为城市交通不可或缺的工具。在地铁的使用过程中，直流牵引供电是地铁正常运行的关键，在很大程度上决定着地铁运行中供电的安全性和可靠性。因此，加强对于地铁直流牵引供电系统的重视程度至关重要。本研究便是从这个角度出发，对地铁直流牵引供电系统保护进行简要的概述，并将重点阐述牵引变电所内的直流主保护、死区的形成以及地铁直流牵引供电系统保护的方式。
关键词：地铁；直流牵引供电；系统保护
前言：
随着地铁在各个城市的广泛普及，如何更好的保证地铁行驶过程中供电的安全性和可靠性成为相关研究人员以及广大公民非常关注的问题。目前地铁上广泛使用的供电方式为地铁直流牵引供电，因此为了对地铁供电有更好的了解，更进一步的促进我国地铁供电系统的发展，对于直流牵引供电系统的故障形式、存在的问题、死区的形成进行深度的学习至关重要，并且要对地铁牵引变电所内的直流主保护和地铁直流牵引供电系统保护的方式有深入的了解。
1.地铁直流牵引供电系统保护概述
1.1牵引变电所内的直流系统的故障形式
牵引变电所内的直流系统发生的故障的形式主要包括短路故障、过压故障以及过负荷故障等，其中短路故障是最基本的一种故障形式，对于地铁直流牵引供电系统的运行产生着非常大的影响。一般来说，在地铁运行的过程中，为了保障地铁运行的安全性和可靠性，要尽可能的消除故障，这就要求在短路故障发生时，要采取合理及时的措施将短路区域的死区尽可能的消除，并且要关闭短路地区的电源。由于牵引变电所内的直流系统是多电源多死区的，这就给地铁运行过程中的短路故障的消除增加了难度，因此，如何快速准确的消除短路故障成为地铁直流牵引供电系统保护故障消除的关键问题。
1.2地铁直流牵引供电系统保护存在的问题
目前我国的地铁直流牵引供电系统保护已经发展的非常的成熟，在很大程度上促进了我国地铁的发展，但是其仍然存在着一些问题需要解决。比如，当多辆地铁在相隔较短的时间内启动时，地铁直流牵引供电系统保护可能会出现跳闸现象，其主要原因是因为当一辆地铁启动时，地铁直流牵引供电系统保护中的电流会上升，这时地铁直流牵引供电系统保护会进行限流保护，如果在限流保护的时间段内另一辆地铁开始启动，则可能因为电流过大而造成地铁直流牵引供电系统保护跳闸。目前这个问题得到了相关研究人员的广泛关注，但是还没有找到合适的解决方案。
2.牵引变电所内的直流主保护
2.1电流上升率保护
在地铁牵引变电所内的直流主保护中，电流上升率保护是非常关键的一项。所谓电流上升率保护，是一种广泛的应用在中端短路主保护和远端短路主保护中的保护方式，其能够准确的辨别出地铁运行过程中的中端电流、远端电流和正常电流，因此广泛的应用在中端短路故障和远端短路故障的消除过程中，为地铁的正常运行发挥着重要的作用。一般来说，随着地铁运行时间的增加，近端短路电流、中端短路电流、远端短路电流以及受电弓过接触网分段都会增加，但是增加的速度不尽相同，这也是牵引变电所内的直流主保护判断是否发生跳闸的主要依据。
2.2大电流脱扣保护
除了电流上升率保护外，在地铁牵引变电所内的直流主保护中还有非常关键的一项就是大电流脱扣保护。一般来说，大电流脱扣保护主要应用在近端短路故障中，其工作的主要原理是在断路器内设置相应的短路故障保护系统，即设置一种脱扣方式来对短路故障进行判断和保护，当流经的电流超过相应的设定值时，脱扣器会判定出电流故障，然后进行跳闸来保护供电系统。在脱扣器工作的过程中，设置的跳闸设定值一般是根据实验和计算分析得到的比较合理的数值，这样才能够保证脱扣器跳闸的合理性。
3.死区的形成
3.1大双边供电死区发生在中点附近
在地铁的直流牵引供电系统保护中，由于供电的方式、供电的保护方式等的不同，地铁直流牵引供电系统保护的死区的形成也是不相同的，其中主要的一种形成的死区就是发生在中点附近的大双边供电死区。实际上，由于双边供电的本身特性，大双边供电一般是不会发生死区的，因为当其中的一边发生故障时，另一边就会自动进行保护跳闸，从而防止了大双边供电死区的发生。但是，如果采用大电流双边供电，跳闸保护装置的反应时间不足就容易导致大双边供电死区的发生，并且这个供电死区一般发生在中点附近。
3.2单边供电死区发生在末端
在地铁的直流牵引供电系统保护中，另外一种常见的死区就是发生在末端的单边供电死区。一般来说，单边供电死区的范围与地铁直流牵引供电的供电距离以及开关的整定值有关，并且是正相关的关系，即当地铁直流牵引供电的供电距离较小时，单边供电死区的范围就较小，当地铁直流牵引供电的供电距离较大时，单边供电死区的范围就较大；当地铁直流牵引供电的开关的整定值较小时，单边供电死区的范围就较小，当地铁直流牵引供电的开关的整定值较大时，单边供电死区的范围就较大。因此，在地铁的直流牵引供电系统保护中，要注意对于地铁直流牵引供电的供电距离以及开关的整定值的设置
3.3地铁主保护不能断弧形成的死区
除了以上两点外，在地铁的直流牵引供电系统保护中还有一个非常常见的死区形式就是地铁主保护不能断弧形成的死区。地铁主保护不能断弧形成的死区的范围为整个地铁空间，所以这种死区的形成对于乘客的生命安全会造成很大的威胁，因此在地铁运行的过程中，要尽可能的采取措施来避免这种死区的产生，这就要求地铁直流牵引供电系统保护中各个单元的相互协调和配合。一般来说，地铁直流牵引供电系统保护中各个单元的配合主要从地铁自主产生可靠性保护动作以及做好保护的后备工作等方面展开。
4.地铁直流牵引供电系统保护的方式
4.1开关失灵拒动保护
对于从事相关行业的专业人士来说，当直流馈线开关没有设置远后备保护设备的情况出现的时候就会出现当开关失灵拒动时开关本身设置的所有保护实现的问题，对于这个问题需要及时排除问题，不然后果不堪设想。尤其是直流电路的保护中，当发生故障时必须迅速的切除电源，这就体现了开关失灵拒动保护的重要性了。对于开关失灵拒动保护来说，主要措施就是迅速切断所有电源，并仅仅依靠牵引变电所的内部联跳来实现，从而实现保护过程。对于开关失灵拒动保护来说，就是出现开关失灵时，需要对相关重要的设备要起到保护的作用，而这一个过程的实现往往是对整体进行断电保护，而采用局部供电的方式来说进行隔离运行，从而实现保护过程。
4.2牵引变电所内部联跳保护
牵引变电所内部联跳保护也是地铁直流牵引供电系统保护的方式。所谓牵引变电所内部联跳保护，是指如果地铁在运行过程中出现的短路故障造成了两个断路器在相同的时间内跳闸，则此时牵引变电所内部联跳保护就会及时的切断全部的电源，才能够防止短路故障对地铁运行带来的危害。
5.总结
当前，地铁已经成为我国城市中非常重要的交通方式，为城市的发展提供了强有力的支撑。在地铁的运行过程中，地铁直流牵引供电系统保护是不容忽视的关键方面，决定着地铁供电的安全性和可靠性。基于此，本研究对地铁直流牵引供电系统保护进行了简要的介绍，并重点阐述了牵引变电所内的直流主保护、死区的形成以及地铁直流牵引供电系统保护的方式，希望对于地铁直流牵引供电系统保护的进一步发展有所裨益。
参考文献：
[1]丁复华.地铁直流牵引供电系统的电气保护与定值[J].都市快轨交通,2005,18（4）.
[2]丘玉蓉,田胜利.地铁直流1500V开关柜框架泄漏保护探讨.电力系统自动化,2001，25,（14）：64-66.