劉晟

摘要：地鐵線路的主保護主要是差動保護，一定程度影響了地鐵35kv環(huán)網(wǎng)供電情況，中壓環(huán)保柜的應(yīng)用，有利于提高業(yè)務(wù)水平，在調(diào)試設(shè)備、運輸電力、試運行階段都發(fā)揮了中壓作用，進一步有效減輕了跳閘故障造成的危害。故本文對中壓35kV環(huán)網(wǎng)柜差動保護簡單分析，希望可以有效提高業(yè)務(wù)能力，充分保證供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：中壓環(huán)網(wǎng)柜；地鐵；差動保護

城市地鐵系統(tǒng)發(fā)展異常迅速，在其沿線應(yīng)當(dāng)構(gòu)建電壓等級不同的若干變電所，這部分變電所一般采取進出線電纜，并且形成環(huán)網(wǎng)線路將負荷提供給各地供電所用戶。我國電力系統(tǒng)一般在高壓線路中使用光纖線路差動保護方法，這也是對線路實行主保護的合理措施。在35kv電纜線路主保護中壓環(huán)網(wǎng)柜發(fā)揮了重要作用，保證了地鐵安全穩(wěn)定供電，因此，對其保護操作進行研究具有巨大的意義。

一、中壓環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）最大程度節(jié)省投資成本

一臺負荷開關(guān)以及熔斷器組合電器柜需要投入的成本超過一萬元，而真空斷路器柜成本更高，甚至超過幾萬元。若需要50kA的斷開功能，則需要每天十余萬元的斷路器，同時對組合電器柜進行替換，要求相同的開斷能力則需要投入幾萬元。

（二）較好的保護效果

對負荷開關(guān)與限流熔斷器認真配置，確保變壓器功能顯著超過斷路器。主要是由于熔斷器可以迅速切除斷流并且發(fā)揮限流功能，同時也令回路內(nèi)部的其他零件得益，不需要滿足動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的性能。完全斷開斷路器的時間也就是繼電開始保護的時間、固定分閘時間的總和，通常要求三個周波，在10ms之內(nèi)對短路線路有效切除。很顯然，斷路器由于長期動作不能為小型變壓器提供全方位保護，進一步只有限流熔斷器和負荷開關(guān)整體發(fā)揮保護作用。

（三）不需要占用較大場地

針對高層建筑來講，面積十分重要。由于開關(guān)包括環(huán)網(wǎng)柜縮小了占地面積，可以帶來最大的收益。同時，把小體積的環(huán)網(wǎng)柜放入相同箱體內(nèi)，從而建立環(huán)網(wǎng)開關(guān)站，在建筑物附近安放，不需要額外占用建筑面積，一定程度增加了用戶收益。這一操作還便于供電部門工作，一旦出現(xiàn)事故不會威脅建筑物內(nèi)部設(shè)施[1]。

二、地鐵差動保護原理

CT電流矢量差通過兩端輸入在滿足動作預(yù)設(shè)數(shù)值的情況下保護動作元件，這也是差動保護。

這一保護主要是根據(jù)基爾霍夫電流開展操作點 。在變壓器正式運行與外部發(fā)生故障的前提下可以認為其是最佳的設(shè)備，此時形成相等的流入與流出電流，故差動繼電器不會發(fā)生操作。當(dāng)變壓器出現(xiàn)操作問題，由兩三側(cè)產(chǎn)生的短路電流進入故障發(fā)生部位，此時二次電流和正比借助差動保護對故障部位發(fā)生的電流整體感知。比如REL551差動保護設(shè)備，主要是對最大失衡電路與短路結(jié)果進行計算從而科學(xué)選取保護參數(shù)實行線路縱差保護。相應(yīng)包含了相度、跳閘、電流幅值等，從而發(fā)生三相跳閘現(xiàn)象，將兩側(cè)線路產(chǎn)生的電流科學(xué)對比，制動選擇雙斜率制動方式，利用CT飽和與檢測設(shè)備確保設(shè)備穩(wěn)定運行。在保護范圍內(nèi)對故障電路產(chǎn)生的電流實施檢測進一步開啟保護動作[2]。

三、地鐵差動保護誤動對策

（一）改進保護動作

故障數(shù)據(jù)，將保護電流為根據(jù)，可以獲得適合動作保護的應(yīng)用基礎(chǔ)。應(yīng)用保護動作以后，結(jié)合地鐵電纜實際操作特點積極判斷，卻電纜沒有任何故障，還需要對其有效排出，拔掉線路兩端插頭，利用絕緣檢測與耐壓試驗，在主絕緣與外部保護顯示測驗結(jié)果進一步滿足絕緣標(biāo)準(zhǔn)，由此獲知電纜本身無任何短路問題。

檢查電纜自身無任何故障，則可以判斷為保護誤動，結(jié)合有關(guān)要求，必須檢查差動保護發(fā)生的原因。經(jīng)過檢查可知，出現(xiàn)這一問題的原因有：第一，充電電容電流發(fā)揮的作用；第二，保護設(shè)備本身缺陷；第三，勵磁涌流和電纜由于電流累加而發(fā)生相關(guān)故障；第四，二次電流形成多點接地回路故障[3]。

結(jié)合出現(xiàn)的原因，可以嚴格研究故障，根據(jù)電容電流發(fā)揮的作用，若故障出現(xiàn)時同步關(guān)閉302DL與304DL，表明線路完成了充電操作，所以，可以排除這一原因。

對保護設(shè)備自身引發(fā)故障實施分析，利用實驗替換線路兩端保護設(shè)備，應(yīng)用通過供應(yīng)商檢測合格的安全保護設(shè)備，實驗發(fā)現(xiàn)，在符合保護操作要求下保護設(shè)備達到跳閘要求。也可以排出這一故障原因。

對本次跳閘開關(guān)柜二次回路絕緣檢查，可知其性能良好，不會引發(fā)多點接地問題。故在三相電纜校隊工作中集中主要精力，若一次電纜相位出現(xiàn)錯亂問題，將會嚴重影響地鐵其他系統(tǒng)的操作。也會導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)內(nèi)部全部三相交流電機操作故障，具體涉及信號系統(tǒng)和通風(fēng)防災(zāi)。一經(jīng)出現(xiàn)相序錯亂問題，上述風(fēng)機設(shè)備運作會產(chǎn)生不同的方向，直接損壞設(shè)備。所以，應(yīng)在建設(shè)地鐵操作中盡量避免這些問題。

（二）改進其他問題

上文具體根據(jù)保護操作實行全方位的分析，但依然發(fā)生了一些不尋常的問題；第一，使用35kv線路保護設(shè)備電源以后，母聯(lián)備自投及時啟動進而出現(xiàn)合閘現(xiàn)象，通過另外一路電源不間斷的供應(yīng)電力，可是實際情況是二者都無任何動作。第二，故障信息沒有傳遞給上位機。對母聯(lián)動作關(guān)聯(lián)因素進行觀察：進線線路1或2出現(xiàn)差動保護并引發(fā)斷路器分閘問題，Ⅰ和Ⅱ母線無任何電壓，Ⅱ和Ⅰ母線則擁有電壓，關(guān)閉設(shè)備開關(guān)。將REL551的信息成功傳輸給REF542，于是將后者作為遙信開啟設(shè)備[4]。

對于本線路，尤其是應(yīng)用REL551作為保護線路，母聯(lián)開關(guān)的保護設(shè)備則是REF542，但是，542則是對551保護動作數(shù)據(jù)有效傳輸，若線路差動引起跳閘問題之后，滿足以上要求，可以利用542對551進行檢查，確定其是否進行了差動保護。

通過調(diào)查，由55ms處551設(shè)備啟動出口跳閘，但是542輸寫口所需時間達到100ms才可以啟動，但針對尚未達到100ms的，542感知打擾對設(shè)備無法啟動自投，亦無法傳輸相關(guān)的虛假信息。若在運行中發(fā)生這一問題，不管是準(zhǔn)確的差動還是無任何定做，母聯(lián)都不會發(fā)生自投，在此段有關(guān)站電源發(fā)生長期沒電現(xiàn)象，帶來更加嚴重的后果。解決方式是對出口觸發(fā)信息有效整修，減少輸入口位置的反應(yīng)時間。

四、結(jié)束語

綜合分析，地鐵35kv環(huán)網(wǎng)柜差動保護對于地鐵運營中的供電發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，其可以快速消除故障，進一步對系統(tǒng)的安全性有效提升。

參考文獻：

[1]趙鵬，李雅莊.35kv變電站微機保護系統(tǒng)設(shè)計與實施[J].中國電機工程學(xué)報，2016（4）：23-24.

[2]宋國兵，蔡鑫磊，高淑平，李廣.變頻參數(shù)電纜線路電流差動保護新原理[J].電網(wǎng)技術(shù)，2016（5）：105-111.

[3]王麗萍，王曉茹.特高壓輸電線路計算功率法差動保護[J].電氣技術(shù)，2017（5）：12-15.

[4]金春梅，張健，楊一涵，郭志忠.電子式電流互感器的差動保護性能分析[J].太原科技，2016（23）：1-4.

（作者單位：長沙市軌道交通運營有限公司）