DC750V地铁直流牵引供电系统检测与保护

杨光涛

摘要：地铁交通的运行与直流牵引供电系统的稳定性与安全性有着直接的关联，只有保证供电的顺畅才能保护地铁乘客的人身和财产安全。DC750V地铁直流牵引供电系统检测与保护措施对地铁供电系统的正常运行有着关键的作用，本文从牵引供电系统能源、地铁牵引供电系统发电原理、地铁动力照明供电系统原理以及系统的保护措施等方面进行探究。

关键词：DC750V；地铁直流；牵引供电系统；检测；保护措施

一、地铁直流牵引供电系统运行的原理概要

1.地铁牵引供电系统的供电能源

地铁直流牵引供电系统的主要能源就是电能，电能是保障地铁运行的基本能源。地铁的运行以及地铁上的所有功能都是由电力维持运行的，像光照、多媒体设备、音响、网络、安全系统、电动门以及电梯等等这些都是靠电力的输出才能正常的作业。并且所有的设备功能都是相关联的，统一由电力来支持运行，如果一旦出现停电的现象地铁的所有功能都将停止，这对地铁交通来说是非常糟糕的，若是提前有停电预告造成的损失还在可控的范围之内，但若是出现电力骤停的现行就有可能会危及到乘坐地铁人员的安全，造成的后果和损失是无法预估的。

可见地铁电力的供应是非常重要的，顺畅的电力供应为城市地铁交通正常的运行提供保障。而地铁的电力来源是城市电网统一管理和输送，城市电网管理部门会根据城市用电布局进行合理的分配，地铁属于城市交通供电，会有专门的供电系统和设备进行运输电力，交通电力所需要的电压和功率非常的大，独自形成一个供电系统和区域。电力的供应方式也有很多种，包括风力发电、水力发电、火力发电以及核电站发电等，但都是由发电厂进行统一发送电力。

2.地铁牵引供电系统发电原理

地铁牵引供电系统发电的基本原理是先由城市供电总局通过发电厂进行发电，在通过城市交通电网传输到地铁的区域变电所将所接收的电力进行转换和降压，经过三相输电线运输到地铁变电所将电压降低到适应地铁正常运输的状态在为地铁运行提供电力，这是由于电力在到达地铁供电区域之前会经过升压器，电压的数值超过了地铁运行的电压值，通过降压才能保证地铁的供电正常。DC750V地铁直流牵引供电系统适应的电压是750V。

地铁牵引供电系统中包括变电所、馈电线、电分段、回流线、轨道电路、接触网等共同形成电路的循环供应。电能通过地铁区域的变电所经馈电线传输至电分段与铁轨电路和接触网形成电流循环从而构建成供电网络，这就是地铁牵引供电系统发电的基本原理。其中地铁区域变电所是固定为地铁交通进行供电的，所有发电厂发出的电能都会经过变电所进行电压转换。DC750V是我国标准的交通供电电压之一，采用的接触网有两种类型一种是架空式接触网和第三轨式接触网（接触轨），接触网是直接向地铁列车传输电力的导电网络，连接着变电所和列车供电设备，同时地铁行驶的速度非常的快，需要接触网有超强的耐磨性和导电性。

而电分段就是将接触网分成均等的几部分，这是为了方便管理和维护工作的开展。轨道电路也包含在接触网当中，地铁列车通过在行驶时与轨道接触产生牵引电流，从而为列车提供电力，保证列车正常的运行。除了地铁区域的变电所之外，其它的供电系统组成都属于牵引供电网。牵引网与变电所共同组成牵引供电系统，为地铁稳定、安全可靠的交通运行保驾护航。

3.地铁动力照明供电系统原理

地铁动力照明供电系统的基本原理是当电能传输到地铁交通区域后通过区域变电所然后再进入区域的降压变电所进行电压处理，然后进入区间的配电所进行电力分配，最后到达车站配电站进行电力供应。其中区域变电所是负责接收电能将电能电压降低至地铁运行的标准电压，DC750V地铁的标准电压是750V。同时区域变电所将转换的电能转移到降压变电所，降压变电所是将将三相电源进线电压降压变为三相380V交流电，降压变电所的主要用电设备是风机、水泵、照明、通信、信号、防灾报警设备等。

降压变电所将电压处理好之后分别转入相应的区间配电所，由区间配电所进行统一的电力分配和供应，区间配电所会根据不同用电设备所需的电量和电压标准进行分别供电，一般情况下供电设备的电压标准有380V和220V两种，同时区间配电所不仅仅是针对地铁内部进行供电，还有对地铁区域两侧的用电设备进行供电。在区间配电所与所有的动力照明设备之间是有电线进行连接的，供电稳定性效果良好。

4.地铁供电系统建设意见

地铁的供电系统可以根据不同区域特点进行不同的系统建设，以DC750V地铁直流牵引供电系统建设为例。在发电厂将电力传输到地铁区域变电所时可以转换成分段供电的形式，就是将电能接收的变电所作为主变电所统一接收电能，并将电能全部转换为750V的标准电压，然后将电能转入各区域的牵引变电所和降压变电所，再由牵引变电所和降压变电所按照供电需求标准对供电进行规划，配送给所有的动力用电和照明用电设备，同时牵引变电所和降压变电所要将地铁用电的总量传输给主变电所，以便主变电所进行电能接收控制。

二、地铁直流牵引供电系统检测与保护措施

1.电流上升率及电流增量检测保护

电流上升率和电流增量保护是地铁直流牵引保护系统的主要保护措施，对地铁供电的安全性和稳定性有较强的保护和控制作用。这项保护措施经过长期的探究和改善已经成为牵引供电系统保护措施中效果最佳的。该项保护措施是利用现代的先进的电子信息技术进行系统保护的，电子信息设备会时刻檢测牵引供电系统的电流量和电功率的变动情况，如果变动的幅度出现异常超过供电的安全值就会自动开启保护装置，保护装置所采用的保护措施有两种：一种是瞬时保护，一种是延时保护。会根据电流上升或增量的情况来决定采取哪种保护方式。

2.大电流脱扣检测保护

这种保护措施是地铁直流牵引供电系统的保护措施中的后备保护措施，这种保护措施适用于供电系统出现较强的短路电流的情况，当牵引供电系统出现这一现象时就会启动保护措施立刻将短路电流切断，大电流脱口保护措施是一个自动开关型的装置，在检测到短路时就会自动启动开关。

3.定时限过电流检测保护

定时限过流保护也是一种基于电流幅值的保护。和电流上升率及电流增量保护、大电流脱扣保护相比，大电流脱扣保护应躲过机车正常启动时的最大电流，而定时限过流保护电流整定值较低，但时限较长，其启动时不需躲过机车启动最大电流，而是靠延时来区分故障电流和机车启动电流。其动作时限一般为十几秒到几十秒之间。其缺点是不能快速切断故障电流，因而作为一种后备保护。在保护控制单元预先整定电流 Imax 值和时间 T 值。当通过直流馈线断路器的电流值在预先设定的时间 T 内超过Imax 值时，过流保护装置动作使直流馈线断路器跳闸来清除故障。

结语：

DC750V地铁直流牵引供电系统的监测与保护有效的提高了地铁交通运输的安全性和可靠性，通过现代发达的数字信息技术时刻的监测运输时供电系统的状态，发现异常会及时采取保护措施，并使供电系统恢复正常的状态。比较常用的地铁直流牵引供电系统的保护措施有电流上升率及电流增量保护措施、大电流脱扣保护措施以及定时限过电流保护措施等。

参考文献：

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