高云霞

0 引言

直流保护对地铁直流牵引供电系统运行的安全性和可靠性起着极其重要的作用。由于直流牵引供电系统和直流保护自身的特殊性，保护的整定计算复杂、配合困难，且没有成熟的计算方法可以参考借鉴，如何才能得到理想的直流保护定值是地铁供电系统继电保护工作者长期以来的研究课题。

1 直流短路故障特性

地铁直流牵引供电系统由整流机组、直流开关柜、直流电缆、牵引网等部分组成。直流系统的短路分析方法是RL 回路的暂态响应分析，基本理论是戴维南定理与叠加定理，短路电流I = U(1-e-t/τ)/R（时间常数τ = L/R），di/dt = Ue-t/τ/L。直流短路的显著特征之一是回路电阻和电感参数的大小对短路电流的大小和特性影响非常大，因此接触网近、中远端的故障电流特性有很大差别。

1.1 馈线近端短路特性

短路点距变电所越近，电流上升率越大，短路电流也越大。当接触网发生近端短路时，预期短路电流峰值一般可达80 kA 以上，初始电流上升率di/dt 可达5 kA/ms 以上，如不快速切除，短路电流将在极短时间内上升到最大值，对系统和设备造成极大危害，因此必须在短路电流达到峰值之前快速切除。牵引变电所近端短路特性如图1 所示。

图1 牵引变电所近端短路特性示意图

1.2 中远端短路特性

中远端的短路电流，由于线路电感的作用，τ值增大，短路电流变化相对缓慢，初始上升率较小，中远端短路特性示意图略。

2 馈线的保护配置及原理

2.1 保护配置方案

由于近端和中远端的短路故障特性差异较大，单一的一种保护难以兼顾速动性与选择性的要求，需要根据直流系统近端以及中、远端的故障特征分别配置相应的保护。……