地铁供电系统继电保护方案研究.docx

地铁供电系统继电保护方案研究杨炼１，范春菊１，孙陈勇２（１．上海交通大学，上海２００２４０；２．上海地铁公司，上海２０００７０）摘要：地铁供电系统对继电保护有特殊的要求。在研究地铁供电系统特点的基础上，对现有地铁供电系统继电保护方案的不足之处进行了修正，对地铁供电系统中的供电线路、变压器等的继电保护进行计算和分析，并研究了地铁供电系统倒送电运行方式下的保护方案，最后提出了地铁供电系统保护配置的优化方案。关键词：地铁供电；继电保护配置；倒送电中图分类号：Ｕ２３１．８文献标识码：Ａ文章编号：１００６－６３５７（２０１２）０１－００５１－５ＤｅｓｉｇｎｏｎＲｅｌａｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍｏｆＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｕｂｗａｙＹａｎｇＬｉａｎ１，ＦａｎＣｈｕｎｊｕ１，ＳｕｎＣｈｅｎｙｏｎｇ２（１．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＳｕｂｗａｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７０，ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｂｗａｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｎｅｅｄｓｓｐｅｃｉａｌｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｔｕｄｙｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｂｗａｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ，ｓｏｍｅｅｘｉｓｔｉｎｇｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｒｅｒｅｖｉｓｅｄ，ｒｅｌａｙｐｒｏ－ｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｌｉｋｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｌｉｎｅ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｎｔｈｅｓｕｂｗａｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍａｒｅｃａｌｃｕｌａｔ－ｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｖｅｒｓｅ－ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｆｉ－ｎａｌｌｙａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅｆｏｒｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｕｂｗａｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｕｂｗａｙ；ｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ｒｅｖｅｒｓｅ－ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ电气化铁路由于其本身的特殊性，使得牵引供电网的结构比一般配电网馈电线路更为复杂，对继电保护装置动作的可靠性要求也更高。因此，地铁供电系统保护的配置必须合理、规范、准确，应满足保护的速断性、可靠性、选择性、灵敏性的要求［１］。上海地铁已运行多年，在地铁供电系统运行方面积累了很多经验，但现有地铁供电系统继电保护方案也有许多不满足运行要求的地方。本文对上海地铁供电系统线路和变压器的继电保护配置方案进行了研究和分析，对其中不满足运行要求的线路和变压器保护配置进行了改进和优化，提出了适用于地铁供电系统的保护配置优化方案。峰时的负荷要求，又要满足当一个主变电站发生故障时，另一个主变电站能承担全线牵引负荷及全线动力Ⅰ、Ⅱ级负荷的供电要求。采用的变压器接法均为星形／三角形接法，一旦地铁供电系统发生两相短路或单相短路接地故障，会引起系统的不平衡而导致供电系统无法正常运行。所以在遇到接地故障时，必须采取合适的继电保护配置方案加以保护。上海地铁供电系统分析实例２上海地铁供电系统采取以纵联差动保护作为主保护、多种保护做后备保护的方案，可及时准确地反映故障，保证供电系统的可靠运行。但还存在不足之处。例如２０１０年上海地铁某号线倒送电方式运行时，由于过流保护定值不满足要求，而出现保护误动，造成部分负荷失电；同年地铁某号线由于接地变压器的接地电阻阻值过大，造成零序电流保护误动，扩大了停电范围。本文选取上海地铁供电系统中一处１１０ｋＶ新村路变电站（以下简称新村路站）所辖的一段供地铁供电系统的特点１地铁供电系统各配电站之间距离很短，每段供电线路不超过４ｋｍ，因此一般其他供电线路的一些继电保护配置方案对地铁供电线路将失去作用。主变压器容量既要满足本变电站所辖区域高５２杨炼，等：地铁供电系统继电保护方案研究电系统，作为分析实例。新村路站装设一台１１０／３５ｋＶ变压器，用于对新村路站和沿线的Ａ站、Ｂ站、Ｃ站的配电变电站供电，线路及变压器参数如表１和表２所示。不超过１０ｋｍ。如果按照传统方式对线路Ⅰ段保护整定后，进行保护范围的校验时，结果常常为负值，最小保护范围不满足要求。对于限时电流速断保护，按照保护间的配合整定后，同一段线路的Ⅱ段保护整定值有时候会大于Ⅰ段保护的整定值，从而保护范围小于Ⅰ段保护，失去了Ⅱ段保护的作用，也是不符合要求。因此电流Ⅰ段保护和Ⅱ段保护都不能用于地铁的供电线路