长沙市轨道交通运营有限公司湖南长沙410000
摘要：目前，在社会经济不断进步和发展的前提下，轨道交通的也获得了巨大的发展机会。在我国，轨道交通中各个继电保护装置之间普遍存在着互相之间单独存在的状态，例如：高压侧“差动、速动和过流以及零序”保护等等，导致继电保护装置之间无法实现信息之间的交流和共享，这严重的阻碍了轨道交通的发展。
关键词：地铁供电；继电保护；网络化
1继电保护和轨道交通概述
1.1继电保护
继电保护主要指的是，对电力系统故障和危及安全的异常情况进行分析，从而论述其处理措施的反事故自动化对策。由于其在发展中主要使用具有触点的继电器对电力系统和其元件，例如：发电机等等，进行保护，使其不受破坏。继电保护的主要任务是：如果电力系统出现异常的情况，则在可以实现的最短时间之内和最小范围之内，自动的从系统中除掉故障设备，或者值班人员根据其所发出的的警示信号，将故障去除，从而降低设备的破坏程度，同时减小相邻地区供电的影响。继电保护装置为了实现其任务，在技术方面，必须具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性的特征。
1.2轨道交通概述
轨道交通具体来说就是，运营车辆要在制定轨道上面运行的一种交通工具或者一种运输系统。最具有代表性的轨道交通主要是由传统火车和标准铁路所形成的铁路系统。在火车和铁路技术的不断完善的基础上，轨道交通的种类也越来越多。在日常生活中，经常使用的轨道交通有：铁路、地铁等等。按照轨道交通服务范围的不同，轨道交通有国家铁路系统和城际轨道交通以及城市轨道交通之分。轨道交通具备运量较大、速度较快和班次较密等等优势，但是轨道交通对技术具有一定的要求，同时其施工成本费用和维护成本费用也比较高。城市轨道交通的供电方式主要分为轨道供电和接触网供电两种方式，也有二者混合，同时出现在一条线路的混合系统。第三轨供电是在钢轨的左侧铺设一条特殊的“受流轨”，形状与钢轨相似，截面的形状亦为“工”字形，但体积小，直流电作为牵引动力。列车运行时靠车辆底部的电刷接触受流轨而传导电力。
2当前地铁供电继电保护装置通信功能的局限性
当前国内外地铁供电继电保护装置之间已有相互通信技术的应用，但一般都是同电压等级的保护装置之间，其总体技术尚处于初期，尚有许多问题需要完善，具体表象如下：①地铁供电继电保护装置通信技术标准不尽统一。②地铁供电继电保护装置间通信尚存在较大的局限性，不能有效实现任意保护装置之间无缝通信。③地铁供电继电保护装置间数据交换能力尚且不足，功能有待完善。④在地铁领域，35kV交流侧继电保护与1500V（750V）流侧继电保护间尚存在“鸿沟”，未实现相互间的网络通信。⑤0.4kV继电保护装置尚处于独立工作状态，未开展基于网络通信技术的保护研究。
3地铁继电保护全面实现网络化功能的可行性
3.1IEC61850通信技术标准
IEC61850标准是电网自动化领域唯一的全球通用标准，通过标准实现智能变电站工程标准化。在成功开发IEC61850通信技术的基础上，实现了电力系统的标准模型的创建，创建了单一标准的信息模型和变电站自动化系统信息交换模型。标准化主要体现在以下几个方面：（1）确保智能电子设备IED（IntelligentElectronicDevice）的兼容性，使用对象模型、抽象通信服务接口和自组织设备规范，能够使变电站自动化功能来适应于标准化语法和语义，同时仍然确保功能独立于实际的网络协议，确保智能设备无障碍地运行；（2）实现了为变电站交换信息的目标，实现了一次设备和二次设备的统一模型，并应用全球统一的标准资源，以确保变电站和电台之间的通信；（3）使系统维护、配置和技术实现更加便捷，基于可扩展标记语言（XML，ExtensibleMarkupLanguage）的变电站配置语言可以应用于设备功能、系统配置和网络连接，以执行描述、存档和切换功能。
3.2基于IEC61850的GOOSE网络技术
面向通用对象的变电站事件GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent）是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制。随着GOOSE网络技术的发展和完善，实现了继电保护的数字保护。通常用于过程层和隔离层之间的水平通信过程，确保多个智能电子设备之间的信息传输，包括传输断路器跳、合闸信号（命令）。基于GOOSE网络的信息转移，它取代了过去的传统的接线方式，在开关位置、阻塞信号等之间提供稳定的实时信息传输。根据生产厂家实地测试和技术测试，可以减少变电站UED设备之间的数据交换速度，使其达到50毫秒以内，就可以满足继电保护的时间限制的要求。GOOSE消息主要用于以广播形式进行的报告或广播，并且关于公共子站中的事件信息被同步地发送到多个物理设备。使用此机制可确保系统中快速稳定的数据传输。
优先级技术，由于GOOSE消息的优先级相对较高，因此在交换机中引入了多级队列。在这种情况下，设备节点的数量相对较大，如果多个设备必须接收GOOSE消息，则可能导致广播在网段内大量复制，传播数据帧，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪的情况。使用虚拟局域网VLAN（VirtualLocalAreaNetwork）技术有效地解决了这个问题。实际上，上述设备被划分为本地网络，并且从每个消息布置标识符。连接网络之后，通信系统中完成信息交换功能的设备将评估其所属的VLAN，并使用快速生成技术引入数据结构，从而快速搭建“送出-收到”最短路径，同时也有自我修复的能力。
3.3EC61850变电站信息分层结构
电力系统自动化在逻辑结构上可分为“过程层”、“间隔层”、“站控层”这三个层次，与EC61850相关的信息的层次结构主要体现在以下几个方面：（1）“过程层”和“间隔层”之间的信息交换；（2）“间隔层”内部之间的信息交换、数据交换，“间隔层”和相应变电站之间的数据连接；（3）变电站各种通信设备之间的信息交换。
目前，国内外的继电保护装置之间的通信技术已经得到了广泛的使用，但通常它们位于具有相同电压电平的保护装置之间，整体供电继电保护通信技术仍处于起步阶段，许多问题仍有待解决。具体特点如下：（1）地铁中功率继电保护装置的通信技术标准不尽相同；（2）地铁电源中继电保护装置之间的连接仍有很大的局限性，无法有效实现所有保护装置之间的无缝连接；（3）地铁供电继电器电源单元之间交换数据的能力仍然不足，需要继续改进这一功能；（4）在地铁行进地区，35kV交流侧继电器保护与1500V（750V）流量侧继电器保护之间仍然存在两者界限分明的情况，尚且没有网络连接两者之间。
针对地铁供电继电保护网络化的发展方向，需要拓展GOOSE网络技术的继电保护功能，基于IEC61850标准，使其能够达到以下水平：（1）可以采用动态交换数据，以代替保护装置数据；（2）有助于实现输入线路和纯粹由电源母线分配出去的配电线路的保护功能；（3）可以有助于直流电流的输入线路和直流侧馈线保护网络化功能的实现。
4结语
总而言之，在科学技术不断发展和完善的基础上，供电继电保护网络化技术的运用得到越来越多人的重视和关注，在轨道交通不断发展的前提下，地铁供电继电保护网络化技术的使用也越来越普遍，因此要科学合理的分析网络化技术，在此前提下，保证地铁供电继电保护装置功能的实现，进而为地铁的发展和进步做出贡献。
参考文献
[1]刘世敏.地铁供电系统继电保护方案研究探讨[J].工程技术：文摘版，2016（8）：38.