地铁站内电力系统继电保护的分析与研究_开题报告

1863年英国建成了一条以蒸汽为动力的地下铁路，这是地铁发展史上的里程碑。在这一个多世纪里，城市轨道交通以极快的速度在发展，统计数据显示，在全世界范围内已有120个城市建设了地铁，铺设线路已经达到7000km，其中英国伦敦的地铁建设线路为420km，位居世界之首。直奔东京城市轨道交通以318km的线路位居亚洲第一。截至2016年，中国内地共有29座城市拥有城市轨道交通运营线路，总厂3832km，运营线路129条，其中新增运营线路28条。预测2017年底，运营自里程将达到5000km，运营城市数量将达到34座。[1]

目前城市轨道交通的供电形式基本采用的是直流牵引。并通过钢轨进行回流的方式。除此志在，也存在利用蓄电池作为电源的方式进行供电，回流方式采用第四轨，以及磁悬浮等多种形式。现在地铁直流牵引供电的电压等级主要有600v、750v以及3000v。英国、美国在二战以前建设的城轨多采用600v的直流供电，目前包括我国在内的多国基本上都是采用750V和1500V的直流供电制式。[10]

地铁供电系统由中压供电系统、牵引供电系统及动力照明信号供电系统构成，其电能取于城市电网。地铁牵引供电系统安全正常的运转时地铁安全运行的基本要求。[2]

（一）目前城市轨道交通包含的继电保护种类包括以下几种：

一、主变电所继电保护与自动装置[3]

1.继电保护应符合可靠性、安全性、选择性、和速动性的要求。

110kv间隔

（1）当主变电所采用两回专用线路供电时设置；纵联差动保护（带电压比索），过流保护

（2）当主变电所采用一回专用线路、一回备用线路供电时：专用线路设置纵联差动保护、过电流保护，备用线路的保护配置应与电力系统的保护相适应并配合。

2．主变压器

（1）变压器重瓦斯、调压开关重瓦斯、压力保护

（2）差动保护

（3）过负荷

（4）变压器温度保护

（5）电压闭锁过流保护

3.变压器35（或20活10）kv侧

（1）电流速断保护

（2）过电流保护

（3）零序电流保护

4.35（或20活10）kv馈线

（1）引导线纵联差动保护

（2）过流保护

（3）零序电流保护

5.35（或20活10）kv母联

（1）过流保护

（2）零序电流保护

6.自动装置

（1）35（或20活10）kv母联应设置自动投入装置

（2）在采用内桥接线，进线电源一主、一备运行方式时，可设置110kv自动投入装置，时限需与110kv线路自动重合闸时限配合。

（3）所用点电源应设置自动投入装置

二、牵引变电所的几点保护与自动装置[4][5]

继电保护应符合可靠性、安全性、选择性、和速动性的要求。

1.环网电缆保护

导引线纵联差动保护

过流保护

零序保护

2．整流机组保护

（1） 牵引变压器定时限过电流保护

（2） 整流器二极管保护

（3） 牵引变压器温度保护

（4） 牵引变压器过负荷保护

（5） 逆流保护

 3.直流馈线保护

（1） 大电流脱扣保护

（2） △I增量保护

（3） di/dt保护

（4） 热过负荷保护

（5） 双边连跳保护

（6）全所1550v（750v）直流设备设一套漏点框架保护

（二）地铁继电保护基本要求：

1、把好继电保护装置的质量关，继电保护装置生过程中，如果出现没有严格进行质量管理、把好质量关的情况，就会影响到继电保护装置元件使用时的有效性。如电流，电压互感器质量不过关。其次、继电保护装置的主要元件在长期运行过程中，也会出现一些问题，如收到外界温度、湿度、粉尘、有害气体等因素的影响，这不仅会导致气性能的改变，还容易加速继电器保护装置的老化、老化与亲爱件容易收到干扰源的影响，电弧、短路故障灯诸多因素都会导致误动或拒动。加之，电力系统继电保护装置的飞速发展，对其性能的要求也越来越高。有些变电站在综合自动化改在后，其接地网并未能及时有效的与之相配，电路容量不断扩大，这必然会影响到设备的稳定运行。最后就是工作人员的专业技能、安全意识和工作责任心都会直接影响到设备的正常运行。[11]

2、利用计算机及网络改造继电保护使其自动化。应用计算机技术。计算机和网络技术的发展，为各行各业的发展都提供了重要的技术力量，同时也被大力推广和应用，计算机的开发和利用是促进时代发展的重要动力。在配网系统继电保护中，继电保护装置也要紧跟时代的潮流，不断向智能化方向发展。继电保护中应该应用最先进的计算机技术，并适当的引进软件技术和硬件技术，不仅要将继电保护的功能体现出来，还应该体现其智能化，这样才能使继电保护的整体水平得到提高。为了实现这一目的，就要求系统一定要提供各种运行状态下的具体信息，这样才能为控制系统的判断工作提供依据。这些信息主要包括安全数据的保存空间、运行故障参数、计算机处理能力和正常运行参数等。就计算机发展的情况来看，现阶段计算机技术的发展已经处于比较成熟的阶段，技术的更新周期也在不断缩短，计算机已经基本实现了体积小型化、信息储存量大和运行高速化的特点。所以说，在优化配网系统继电保护中，要想更好的实现继电保护的自动化，就需要充分利用计算机技术，这样才能在实践中优化配网系统继电保护。[8] [9]

3、线路上的优化，例如纵联差动的灵敏度非常高，而且还具有一定的选择性以及快速性的特征，把过电流保护等来作为后备保护，在地铁供电系统正常的情况下能够满足保护的要求；其次采取分相电流差动的保护方式来作为接地的主保护，从而能够有效的实现接地保护的灵敏程度以及可靠程度，与此同时把零序过电流保护作为后备的保护能够通过合理的调节接地电阻值来调节过电保护的灵敏程度；最后，由于地铁直流牵引供电沿途经过的敷在比较多，因此使用低电压连锁的过电流保护，可以避免造成系统电压降低的情况，大大提高了继电保护的选择性。[2]

在地铁不断建设的今日，继电保护已成为地铁建设的一部分，继电保护也成了我们需要不断研究、创新的课题，在我看来继电保护的要求应包含一下几个方面：1提高设备的质量，高质量的产品是运行和安全的保证；2.提高维护人员的专业能力，高技能的人才不仅是维护和运行的保证，也是科研和创新的基石；3. 对继电保护装置的整定值和灵敏度的校验，从而提高设备的保护能力；4.在继电保护系统中加入计算机网络使其可以被实时监控，使各个继电保护元器件动作都能及时被发现，提高我们的响应速度。总而言之继电保护的准则是建立在不影响其使用性能的基础上使其更加安全、更加简便、更加实用同时可以降低人力成本的。

二、^范文提纲

（一）结论

1我国地铁发展行情

2继电保护的发展

3继电保护对地铁意义

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（二）继电保护基本概念[11] [12]

1继电保护的作用

2继电保护的基本原理及组成[3]

3继电器

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（三）地铁继电保护基本原则[13]

1地铁继电保护的组成

2地铁继电保护基本的功能要求

3地铁继电保护的安全要求

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（四）地铁常用继电保护模式介绍

1常用继电保护模式种类

2常用继电保护模式介绍

3常用继电保护模式的优劣势

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（五）杭州地铁继电保护的浅析

1杭铁继电保护模式介绍

2保护模式解析

3浅析新兴继电保护融入杭铁的可能

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三、参考文献

[1]樊佳慧.中国城市轨道交通运营线路统计与分析[Z]，北京交通大学，2015 

[2]闫石.地铁供电系统保护正定配合研究[Z]，科技创新与应用2013

[3]贺家李.电力系统继保护原理[M]．北京：中国电力出版社，2004．

[4]曹毅峰．牵引变电所集成保护方案研究[Z]．西南交通大学，2010

[5]丁丽娜．地铁直流牵引供电系统馈线的保护方法[J]．供用电，2004(6)12-14.

[6]王伦月.地铁供电系统继电保护方案研究[Z].贵阳市城市轨道交通有限公司，2015

[7]杨炼，范春菊，孙陈勇. 地铁供电系统继电保护方案研究[Z].上海交通大学.2012

[8]崔家佩．电力系统继电保护与安全自动装置整定计算（第一版）[J]．北京：中国电力出版社，2000．

[9]夏文斌.浅论10kv供电系统的继电保护[Z].科技情报开发与经济，2005年底18期

[10]倪涛.地铁供电系统继电保护正定配合研究[Z].背景化工大学.2012

[11]高翔.继电保护状态检修应用技术[M]，中国电力出版社2008年

[12]许建安.电力系统继电保护[M]，黄河水利出版社，2008年

[13]曾克娥.电力系统继电保护技术[M]，中国电力出版社2008年