摘要：国民经济的不断发展和人们出行需求的日益增加，导致如北京、上海等大城市的交通压力也逐渐增大，而近年来建设的地铁这一交通方式对缓解出行压力提供了很大的帮助。建设地铁其中最主要的部分就是地铁变电系统的构成和保护装置的选用，地铁变电系统主要支撑地铁的安全运行，而地铁变电系统的保护装置是对变电系统的运行起到保障作用。本文通过分析地铁变电系统的构成从而分析如何选用地铁变电系统保护装置。
关键词：地铁变电系统；系统构成；保护装置
引言
从目前来看，由于地铁建于地下而不用担心道路拥堵问题，因而地铁成为了大多数人们出行的重要交通工具。地铁能够安全平稳的运行，主要是由于其内部的变电系统给予的支撑，而地铁内部的变电系统也需要保护装置的保护。就此而言，地铁变电系统的构成和保护装置的选用至关重要。
一、地铁变电系统的构成
由于地铁建立在城市的地下，有其独有的运行时间和规定，不会受到地面上的堵车情况或者天气的影响，非常的便捷和安全，因而成为了大多数人们出行的交通工具。
地铁能够安全的运行并不像人们眼中看到的那么简单，在它的背后付出了大量的人力、财力和物力，才有了地铁如今的安全、平稳的运行。在这其中，地铁的变电系统功不可没。地铁的变电系统主要由外部电源、主变电站、牵引供电系统、动态照明系统、电力监控系统五部分构成。其中外部电源分为三种供电形式：集中式供电、分散式供电、混合式供电，外部电源起到的是为整个变电系统提供电源的作用。主变电所要采用的是集中式供电，因为这种供电方式能够为变电所提供110KV的电源，供电所将其进行降压后电源是牵引供电系统所需电源的主要来源。经过降压后的电源可顺利传输进牵引、降压变电所。除此之外，传送到主变电所的电源总共有两路，并且这两路电源拥有相互备用的母线。主变电所之后的是牵引供电系统，其整个牵引供电系统的运行主要围绕它的核心——牵引供电所，而牵引变电所的运行主要是靠两个并列运行的牵引整流机组，这两个机组的容量大小调整是依据牵引变电所来衡量的，最后通过牵引网将变压后的电源提供给地铁使之运行。牵引供电系统通过输电线为列车提供电能，因此请供电系统对电能的质量有很高的要求，理想上希望供电电压偏差为零，但实际上由于各种误差使得供电电压偏差不可能为零，因此只有减小这种误差才是当下的重点。减少误差方式有减小系统等值阻抗和减小无功功率，通俗来说就是选择短路容量大的电源和提高功率因数。除电压偏差外，不平衡度和谐波电压含有率也影响着电能质量，减少电压偏差的方式有减小系统等值阻抗和减小负载不对称性，减小负载的不对称性时，可以采用安装平衡变压器或者补偿装置。减少谐波电压含有率的方法是减小系统等值阻抗和减小注入系统的谐波电流，减小注入系统的谐波电流时可以采用装滤波器的方式。动力照明系统的主要作用是将中压电源降为通用电源，并为列车中的所有用电设备和照明设备提供充足的电能。构成地铁变电系统的最后一个部分是电力监控系统，它的主要作用是通过控制中心对所有系统的实时数据进行收集从而顺利控制，最终达到地铁整个供电系统完全管理的目的。
二、地铁变电系统保护装置的选用
在选取保护装置之前，需要了解所有要用到的保护装置的作用及其工作原理。保护装置主要是由其将被检测到的系统故障进行反应，并对故障的相关信息做出判断的运用而得名。继电保护装置在接收到故障的相关信息后，根据规定的次序有选择性的对故障直接进行切除或者有报警装置发出警报。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆保护装置在检测故障时，首先将所检测到的故障转化为保护装置可以接收到的信号，系统中的测量部分对接收到的故障信号与最初设置的系统数值进行比对和研究，以便更好的判断变电系统中是否存在故障，若存在故障，则将故障的类型和相关信息转化为相对应的信号再进行输出，并送到逻辑部分，一部分将接收到的信号进行相关比对和分析，判断保护装置是否需要进行下一步的行动并确定是变电系统的哪一部分需要保护，最终执行部分根据以上反应对故障做出行动，是对电路进行切除还是通过报警设备发出警报，以上就是整个保护装置的工作原理和具体过程。
由于地铁的庞大决定了地铁变电系统和运行系统的复杂性，因此在选用保护装置时需要注意保护装置的选择性、可靠性、灵敏性、速动性等。其中保护装置的选择性是指当出现故障时，保护装置能够再是切除故障，还是经由报警设备发出警报这二者之间能够做出正确的选择，系统通过自身保护功能故障切除时，整个系统受到的影响和损失降到最低。保护装置的可靠性是指保护装置基本的安全性能，当系统出现故障时，保护装置的可靠性能够及时对出现故障的部分做出反应，保证地铁运行的安全性和稳定性。保护装置的灵敏性主要是指在系统出现故障时，保护装置对系统做出反应的能力是否足够迅速，这个性能需要通过多次实验和大量数据来论证。保护装置的速动性主要是指在故障发生后，系统是否能够在最短的时间内做出正确的选择，并且将故障切除，从而降低故障对整个系统的影响范围故障对地铁运行造成的损失。在牵引变电所中常见的故障是短路故障，同时这也是危害最大的故障，在短路故障发生时，保护装置应迅速对其做出反应并切除，以保证列车的安全性。
三、地铁变电系统的保护装置
由于构成变电系统的五个部分各不相同，它们本身的特性也不一样，因此所需要用到的保护装置也有所不同。主变电所和牵引变电所需要用到保护装置如下说明。对于地铁变电系统的各个部分来说，主要需要被保护的是测量部分、逻辑部分和执行部分。因此在选取具体的保护装置是一定要考虑到变电系统的整体性能。主变电所用到的保护装置主要是差动保护和瓦斯保护，差动保护是用来保护主变电所中的变压器的，因为变压器内部的引线、陶管对系统的运转起着非常重要的作用，瓦斯保护的主要原理是当发生短路时，变压器周围的油会汽化成气体从而使气压增大，触动瓦斯保护使之迅速切断电源或者发出警报。而牵引变电所需要用到的保护装置除了差动保护外，还有零序过流保护等，通常会配备继电保护装置。
四、结束语
地铁的安全运行使得选用最正确的保护装置势在必行。本文在分析如何选用地铁变电系统保护装置的同时，也希望这篇文章能对我国地铁事业的发展有一些用处。综上所述，随着现代社会和科技的不断进步，越来越多的新型设备已经投入运用当中。地铁变电系统也随之不断的改进和完善，因此在选用变电系统的保护装置时，需要结合多方面进行考虑，选择最正确的保护装置，以便地铁能够更安全更稳定的运行，从而缓解现代社会巨大的交通压力。
参考文献：
[1]丁蕾.城市交通系统中的公共设施干预性设计研究[D].郑州轻工业学院，2014（4）：279.
[2]朱秋桓.地铁变电系统的构成和保护装置的选用[J].技术与市场，2011，08：224-225.
[3]徐进杰.广州110KV尖峰数字化变电站关键技术及二次系统应用研究[D].华南理工大学，2014（7）：170.
作者简介：
朱玲娟（1978-），四川眉山人，工程师，主要从事地铁施工组织和施工计划的审批、发布工作。
论文作者:朱玲娟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
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