一种轨道交通保护配置优化探讨

论文摘要

随着城市的繁荣和经济的发展,伴随而来的是城市交通的拥堵现象。改善城市公共交通状况的主要途径是采用大客运量的轨道交通系统。轨道交通系统的动力源泉是城市轨道交通供电系统。交流中压环网是城市轨道交通系统重要的组成部分。因此完善城市轨道交通供电系统中压环网的继电保护配置至关重要。当前国内先建地铁大多采用集中式小分区供电方式。在这种供电方式下继电保护配置方案主要是：主保护采用光纤纵联差动保护,后备保护采用定时限过流保护和零序电流保护。新建轨道交通项目为了降低环网电缆投资和综合造价,供电系统越来越多地采用“大分区”供电方案,而在“大分区”供电系统中如果采用常规的保护配置方案,为了满足电力系统要求（主变电所35kV进线过流保护的整定时间小于等于1.5s）,限时过电流保护将无法实现逐级配合,只能牺牲部分选择性,这样将扩大事故影响范围。可见,常规的保护配置方案在“大分区”供电系统中存在一定的缺陷。为了进一步完善中压环网的保护,提出了地铁35kV-大分区供电系统保护方案。应用了纵联光纤差动保护、定时限过流保护、低电压保护及断路器失灵保护之间的配合。利用保护装置之间的通信、保护装置的自由编程等功能。使得能够快速确定故障的类型和发生位置,当故障发生时能快速地、准确地使相关的开关动作,切除故障区段。解决轨道交通供电系统常规保护配置因时间级差问题所带来的选择性、速动性等问题。应用了各保护装置的GOOSE通讯技术,解决常规保护配置方案中各保护装置间的联闭锁关系采用电缆硬接线所带来的调试难、接线复杂等问题；具体方案以在地铁保护系统中常见的故障状态为例进行了详细的介绍。通过对轨道交通供电系统在实际运行中可能发生的故障状态进行模拟实验,证明该方案在轨道交通大分区供电系统的正常运行方式、非正常运行方式下：能够准确地、快速地、可靠地及有选择性地判断并隔离故障区段。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容和目标
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 拟解决的关键问题
• 1.4 本章小结
• 第二章 城市轨道供电系统中压环网
• 2.1 概述
• 2.2 中压环网特点
• 2.2.1 网络结构
• 2.2.2 系统运行方式
• 2.2.3 供电线路特点
• 2.2.4 中性点接地方式
• 2.3 保护配置
• 2.4 本章小结
• 第三章 中压环网保护
• 3.1 中压环网保护方案的常规配置
• 3.2 主保护
• 3.3 后备保护
• 3.3.1 定时限过流保护
• 3.3.2 零序过电流保护
• 3.4 母联保护
• 3.5 常规保护方案的局限性
• 3.5.1 性能局限
• 3.5.2 应用限制
• 3.6 GOOSE通讯
• 3.6.1 GOOSE通讯概述
• 3.6.2 GOOSE通讯定义
• 3.6.3 GOOSE特点
• 3.7 RED615差动保护
• 3.7.1 概述
• 3.7.2 应用
• 3.8 REF630线保护测控装置
• 3.8.1 概述
• 3.8.2 应用
• 3.9 本章小结
• 第四章 地铁35kV-大分区供电系统保护方案
• 4.1 概述
• 4.2 基本原理
• 4.3 主保护功能
• 4.4 后备保护功能
• 4.5 断路器失灵保护
• 4.6 35kV-大分区保护配置
• 第五章 保护方案模拟故障分析
• 5.1 35kV-大分区保护配置
• 5.2 供电分区模拟故障分析
• 5.2.1 正常运行方式（母联处于分位）
• 5.2.2 非正常运行状态一（母联处于合位）
• 5.2.3 非正常运行方式二（环网联络开关合闸）
• 5.2.4 进/出线的REF630故障退出运行
• 5.3 方案优点
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果