地铁供电继电保护网络化技术研究

　　摘要：我国轨道交通发展至今，一般采用的都是过流保护以及零序保护等装置，独联状态下继电保护装置之间难以实现有效通信，轨道交通供电系统的稳定性也遭到破坏，在一定程度上也阻碍了轨道交通的发展。因此，继电保护网络化十分必要，有关部门和工作人员要加以重视，提高相关科学技术。基于此，本文主要探讨了地铁继电保护网络化技术。

　　关键词：地铁;继电保护;网络化

　　1 导言

　　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。

　　作者：李 宁

　　2 地铁供电系统和继电保护网络化的相关概念

　　2.1 轨道交通简述

　　轨道交通是车辆在固定导轨上运行的交通系统。交通系统中最具代表意义的主要是铁路系统，即轨道运输系统，由传统列车和标准铁路所构成。轨道交通有其先天的优势，例如：装载量大、速度快、频次高的优点，然而轨道交通运输也有技术要求高，而且其建设和维护成本也很高等特点。城市内部轨道交通的供电方式主要分为轨道供电和接触供电两种模式，以及两种系统同时存在同时使用，即同一线路中同时存在两个供电系统。第三轨道电源，也称为供电轨，是指安装在城市轨道(地铁、轻轨等)旁边的单轨，单独用来供电的一条轨道，其横截面形状类似于“工”字，但体积小并且把直流电用作推力。

　　2.2 地铁供电系统

　　地铁具有速度快、能耗低、安全性高的特点，从我国第一条铁路建成至今为人们的生活带来了诸多便利，已经成为各城市的重要交通工具。另外，我国地铁的发展在全世界都处于领先的地位，被许多国家借鉴和效仿，给其他国家提供了众多技术和理论支持。地铁作为轨道交通，所需要的技术含量较高，同时建设成本和后期的维护成本也较高。其中地铁供电主要通过电网供应，由于供电系统的复杂性，必须对其进行继电保护，保证各个供电系统正常运行，并能够及时处理各系统可能出现的问题。

　　其中，电线短路是地铁供电系统出现频率最高的故障，一旦出现，电流可能会突然增大，一些元件开始发热，轻则损坏元件，缩短元件寿命，重则造成永久性损坏，必须予以更换。另外，短路故障也会损害其他供电子系统，进而影响整个供电系统的运行，造成的危害极大。一般情况下，供电系统产生故障所持续的时间不长，只要平时进行有效的维护，或者在刚发生故障时就对其进行快速处理，都不会对供电系统造成太大的危害。而设置必要的继电保护装置对供电系统有很重要的保护作用。

　　2.3 继电保护网络系统构成

　　2.3.1继电保护网络系统架构

　　作为电力调度，要确保供电设备运行及供电方式调整的稳定性，选择何种继电保护方式变得非常重要，进行合理正确的继电保护整定计算以及接线图的拟定，可以提高地铁安全运行和供电的稳定性，而且可以降低供电系统事故发生频率。从现有网络架构的角度看，中继保护信息网络系统从上到下来看，整个网络保护系统可分为网省级、省市级和市级主干网络三级主站保护和变电站保护系统。

　　第一，变电站系统中的微机保护装置，如线路保护，断路器保护和变压器保护，通过变电站保护网络连接到主站保护控制系统，并向被监控设备发送实时控制;第二，保护管理机器通过网络命令执行各种保护功能，将变电站信息实时传输到主站网络增强保护，并连接到其他变电站。变电站保护系统的结构可分为三个层次：主站系统(即变电站保护系统)，变电站系统和保护装置。保护装置的功能是就地整定并执行保护动作。

　　变电站系统位于调度辖区内各级的变电站内，主要功能是收集、控制和传输有关站点智能设备操作和配置的信息。根据变电站中每个保护装置的检测信息和变电站中断路器和隔离开关的状态，实现变电站整定，并将信息实时发送到主站。主站系统位于调度侧，主要负责其管辖范围内的变电站的持续维护。根据所有变电站的上传信息，判定系统的当前状态，实现集中保护设置，并与上层主站交换信息。几个变电站的中央控制中心对主站是开放的，并在其管辖范围内为变电站提供服务。

　　2.3.2继电保护网络系统网络连接方式

　　光纤通道通常用于受中继保护的传输通道，包括专用光纤和多路光纤。短距离传输信道通常使用具有更高可靠性的专用光纤，并且长距离传输信道通常使用多路复用光纤。电力通信网络广泛使用具有同步数字系列(SDH)的光纤自愈环网络，通常是指使用分插复用器(Add Drop Multiplexer)形成环网以恢复其自身性能的保护方法。复用段的双纤双向交换环和复用段的四纤双向交换环更适合用于继电保护。

　　例如，某地供电局网络通信的情况主要是实现主网与622Mbps骨干光纤网络的连接;变电站220千伏，110千伏(中央控制中心)和主站、变电站通过区域光纤通信网络接受2Mbps数据链路连接，形成基于光纤+SDH+IP(互联网协议)的时间表数据网络。关于中继保护失败的信息系统信息通过网络接口2M/10M传输和发送。大多数制造商现在可以使用带宽为2M的接口生产用于继电保护的设备，而新的变电站和发电站通常使用2M带宽接口，并具有2M接口的继电保护设备。带宽为100Mbps的高速以太网可用于上游主站之间的通信，国际标准网络通信协议用于为系统提供高速网络连接。特别地，变电站的内部网络可以用于形成用于站内通信的骨干网络，以便实现不同设备之间的信息交换。

　　3 地铁供电继电保护网络化技术的应用

　　3.1 IEC61850技术标准

　　IEC61850通信技术标准作为全球通用标准，是实现电网自动化的重要内容。在此基础上，为电力系统创建了自动化信息交流模型，具体应用：通过对象模型和自组织设备使一些标准化语法适应自动化功能。同时为确保智能设备运行不受阻碍，其功能也要独立于实际的网络协议外。通过一次设备和二次设备模型，应用于全球标准中，以保证变电站和各电台之间的信息传输。另外，变电站配置语言可通过利用XML应用于网络连接中，进而有效进行存档和切换等功能。

　　3.2 GOOSE网络技术

　　GOOSE技术对于供电系统保护技术具有重要作用，一般被用于过程层和隔离层之间，以此来通过跳闸、合闸等行为保护各设备之间的信息交换。与传统的接线方式相比较，该网络技术在开关位置以及各线路段提供了及时的信息交流。在一定的技术检验下发现为保证供电系统继电保护的时间要求，技术人员可以通过将变电站UED之间的信息交流速度降低到50ms的方法实施。而此技术主要通过广播来进行播报，如果在工作量十分巨大的情况下，有可能会造成网络瘫痪。但这种情况并不是无法解决的，可以通过虚拟局域网来快速生成数据，在短时间内完成送出和接收步骤。

　　3.3 变电站信息分层结构

　　变电站信息分层结构包含过程层与间隔层之间的信息交流、间隔层内部的信息交流以及间隔层和变电站之间的信息交流，另外还有变电站之间的信息交流。虽然我国地铁供电继电保护系统网络化已有明显发展，但仍有许多问题需要加以解决。例如地铁中各继电保护系统的标准要求各不相同，各保护装置之间连接还不够完善，无法最大限度发挥其保护作用。因此必须拓展GOOSE网络技术，采取动态交换数据进行有效保护，进而促进继电保护系统网络化的进程。

　　自动化论文范例：机械设计制造及自动化应用和发展趋势

　　4 结束语

　　总之，由于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重视。在这种情况下，保证了地铁电源继电保护装置的功能，有助于提高地铁电力调度对供电设备管理的稳定性和可靠性。

　　参考文献：

　　[1]陈小立.地铁供电系统的可靠性与安全性分析[J].自动化应用，2018(06)：145-146+148.

　　[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.

　　[3]闫石.地铁供电系统继电保护整定配合研究[J].科技创新与应用，2018(19)：159.

转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/jzlw/26130.html