地铁供电继电保护网络化技术研究

地铁供电继电保护网络化技术研究

周前辉 庞博洋

国网西藏电力有限公司检修公司

摘要：随着我国轨道交通的发展，普遍采用过流保护、差动保护、零序保护等装置。继电保护装置之间在隔离状态下很难实现有效的通信，同时也破坏了轨道交通供电系统的稳定性，这也在一定程度上阻碍了轨道交通的发展。因此，继电保护联网是非常必要的，有关部门和工作人员应予以重视。基于此，本文对地铁供电继电保护网络技术进行了深入研究，以供参考。

关键词：地铁供电；继电保护；网络化技术

引言

高速公路和地铁的快速发展对缓解我国交通拥堵具有重要作用。随着地铁技术的不断进步，越来越多的城市开始修建地铁。在实际施工过程中，地铁供电系统非常复杂，原有的电力保护继电器受到很大的限制。网络技术在各行各业普及的同时，也为地铁电力继电保护提供了很多便利。

1地铁供电系统和继电保护网络化的概述

1.1地铁供电系统

地铁具有速度快、能耗低、安全性高等特点。我国第一条铁路建成以来，给人们的生活带来了诸多便利，已成为城市重要的交通工具。此外，中国地铁的发展在世界上处于领先地位，被许多国家借鉴和模仿，为其他国家提供了许多技术和理论支持。地铁作为一种轨道交通，技术含量要求高，建设成本和后期维护成本也很高。地铁供电主要通过电网供电。由于供电系统的复杂性，为了保证各供电系统的正常运行，及时处理各系统可能出现的问题，必须进行继电保护。其中，供电线路短路是地铁供电系统中最常见的故障。一旦发生，电流可能突然增加，一些部件开始发热，这可能损坏部件，缩短部件的使用寿命，或造成永久性损坏，必须更换。此外，短路故障还会损坏其他供电电子系统，进而影响整个供电系统的运行，造成极大的危害。

1.2继电保护系统

继电保护装置可以通过电网电流的变化来判断供电系统是否异常。根据正常电网的运行速度，检查实际电网运行中显示的数据。当实际数据与正常数据无差异时，表示电网正常运行；如果有差异，说明供电系统不正常。当电源系统出现问题时，继电保护装置显示的电流会增加。此时，继电保护装置将采取跳闸等措施保护电网，以提醒人们前来检修。

1.3继电保护网络系统

选择合适的继电保护系统非常重要，它对供电系统有一定的调节作用，有利于保证供电系统的稳定和正常运行，防止各种故障的发生，从而保证地铁的安全。从网络体系结构的角度看，网络保护系统可分为市级、省级和省级。首先，线路保护和变压器保护依托变电站接入主站保护系统，然后对被监测设备进行实时控制。其次，变电站的信息需要及时传输到主站网，由保护管理机根据网络命令对其进行实时保护，并与其他变电站联网。变电站保护系统包括三个方面：主站系统、变电站系统和保护系统。主站系统主要对变电站进行一定范围内的维护，并根据变电站传输的信息判断供电系统的状态。一方面，它保护设备，并与其他主站系统交换信息。变电站系统的功能是采集信息、控制信息和传输信息。根据接收到的各保护装置的检测信息，对变电站进行调整，并将信息及时传送到主站。保护系统装置是将保护动作设置并实施到位。此外，主站系统和变电站系统分别位于调度侧和变电站内。光纤通道一般包括专用光纤和多通道光纤。在短距离传输中，往往选用专用光纤来提高其可靠性，而在长距离传输中，往往选用多通道光纤。

2地铁供电继电保护网络化技术

2.1 IEC61850技术标准

IEC61850通信技术标准作为全球标准，是实现电网自动化的重要内容。在此基础上，建立了电力系统自动信息交换模型，其应用是：通过对象模型和自组织设备，一些标准化的语法可以适应自动化功能。同时，为了保证智能设备不受干扰，其功能应独立于实际的网络协议。将一次设备和二次设备模型应用于全球标准，确保变电站与各站之间的信息传输。另外，利用XML将变电站的组态语言应用于网络连接中，可以有效地存档和切换功能。

2.2 GOOSE网络技术

GOOSE技术在供电系统保护技术中占有重要地位。它一般用于过程层和隔离层之间，通过跳闸、合闸等行为来保护设备之间的信息交换。与传统的接线方式相比，网络技术在道岔位置和各线路区段提供了及时的信息交换。在一定的技术检查中发现，为了保证供电系统继电保护的时间要求，技术人员可以将UED之间的信息交换速度降低到50ms，这种技术主要是通过广播进行广播，如果工作量很大，可能会造成网络瘫痪。但这种情况并非无法解决，通过虚拟局域网快速生成数据，在短时间内完成发送和接收步骤。

2.3变电站信息分层结构

变电站信息的层次结构包括过程层与间隔层之间的信息交换、间隔层内部的信息交换、间隔层与变电站之间的信息交换和变电站之间的信息交换。虽然我国地铁供电继电保护系统网络发展明显，但仍有许多问题有待解决。例如，地铁各继电保护系统的标准要求不尽相同，各保护装置之间的连接不够完善，不能最大限度地发挥其保护效果。因此，必须扩展GOOSE网络技术，采用动态数据交换的方式进行有效的保护，以促进继电保护系统的网络化进程。

3继电保护装置的完善方法

3.1继电保护装置的监测技术

继电保护装置对供电系统的稳定性有很强的保护作用。根据以往同一设备在正常运行状态下的数据，比较当前运行状态，判断供电系统是否异常。一般来说，两台设备的运行状态应该基本相同，但是如果有很大的差别，那么就很容易认为该设备有故障。在这种情况下，将继电保护系统的两种状态进行比较分析。当认为有异常时，继电保护装置会以报警的形式提醒工作人员供电系统有问题，需要维修。

3.2继电保护故障的维修手段

继电保护系统有不同类型的装置和不同的工作原理。对继电保护系统的分析可采用以下方法：一是更换法。这种方法非常普遍，是指当继电保护装置发现供电系统异常时，更换分析的故障部件。即用符合要求的零件更换不合格和有故障的零件。这种维修方法减少了问题。该方法相对简单，知识含量低，对掌握的技术要求不高，常用于一般继电保护系统的维护。但它也有一些缺点。这种方法所观察到的问题的范围有一定的局限性。只有通过对供电系统故障原因的分析，才能确定是否可以用这种方法进行维修。第二种方法是短路。这种方法是分析短路故障的范围。必须先短接一些电路，以观察是否有问题。如果没有问题，可以用同样的方法检查其他电路，从而找出故障发生的一般范围。该方法适用于电流回路开关故障。通过一次检查，减少了故障发生的范围，然后进行维修。如果发现故障较大且无法有效修复，可选择其他方法进行故障排除。

3.3提高继电保护设备运行期间的智能化水平

它是提高继电保护装置运行稳定性的重要手段，也是技术创新的一项措施。目前，智能化水平越来越高，在各个领域得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。许多科学思想和技术在地铁运营中得到了广泛应用。例如：神经网络技术、遗传算法技术、模糊逻辑技术等，都在继电保护运行中不断深化。目前，人工智能技术具有良好的发展前景和竞争优势，可以大大提高继电保护装置的安全性和稳定性，也可以控制继电保护装置更隐蔽的工作状态。对于人工智能技术来说，其明显的优势在于能够快速处理事故，同时能够逻辑地分析事故原因。实践证明，人工智能技术在继电保护工作中起着非常重要的作用。为保证继电保护的正常工作和变电站的安全稳定运行，有关人员应深入研究该技术。

结束语

总之，随着科学技术的不断发展和完善，网络技术在继电保护中的应用越来越受到人们的重视。在这种情况下，既保证了地铁电力继电保护装置的功能，又有助于地铁电力调度提高供电设备管理的稳定性和可靠性。

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.

[2]陈惠用.地铁供电继电保护网络化技术探讨[J].通讯世界，2018（01）：220-221.