DC1500V三轨供电系统直流馈线保护研究

随着国民经济的快速发展,城市交通问题日益突出,发展以地铁为代表的城市轨道交通系统成为解决城市交通拥堵问题的最佳方案。地铁牵引供电系统采用DC1500V三轨供电方式,既可节约建设资金,又可降低运营维护成本,成为了地铁发展的新方向。继电保护是供电系统组成和保障供电系统安全可靠运行的重要组成部分,目前,我国使用的DC1500V三轨供电保护系统主要依赖于国外厂家,因此在分析直流牵引供电系统短路故障的基础上,研究其保护策略和配置整定,具有十分重要的实际意义。 本文分析了DC1500V三轨牵引供电系统的基本原理与结构以及接地系统组成,分析了系统运行过程中可能发生的直流短路故障—金属性短路故障和非金属性短路故障,讨论了地铁直流牵引供电系统常用主保护以及后备保护的基本原理及动作特性。基于对整流机组外特性以及轴向分裂式整流变压器特性的分析,以实际算例阐述了如何运用整流机组的外特性曲线计算直流短路故障稳态短路电流的方法。 利用Matlab/Simulink工具,建立了地铁直流牵引变电所24脉波整流机组仿真模型,在此基础上,对某条实际运行的采用DC1500V三轨供电方式的地铁线路进行了不同故障工况下的短路故障仿真分析。对采用直线牵引电机的地铁机车起动、过三轨断口两种工况时的暂态电流加以仿真,结合给出的大电流脱扣保护与di/dt+△I保护这两种主保护的整定原则,对其中某段运行区间的大电流脱扣保护与di/dt+△I保护参数予以整定,并验证了保护配置的正确性与合理性。