王 雄，陈洁莲，吴雪峰，尹维恒

（株洲中车时代电气股份有限公司， 湖南 株洲 412001）

0 引言

目前，城市轨道交通（简称“城轨”）牵引供电系统主要采用二极管整流机组模式，其具有可靠性高、结构简单等特点，但存在能量单向传输、输出特性不可控、线路损耗大、直流网压波动大、再生制动能量无法被有效利用等缺点[1]。双向变流器允许能量双向流动，可取代牵引供电系统中的二极管整流机组和再生制动能量利用装置，具有直流母线电压稳定、线路损耗小的特点，已成为未来城市轨道交通供电技术发展方向[2-4]。

针对城轨牵引供电系统中接触网侧短路故障，传统继电保护方案是通过直流馈线柜断路器进行大电流脱扣保护，就近切除短路故障点，然后进行大双边供电以确保供电安全[5-6]。单个直流馈线柜大电流脱扣保护值通常为8～13 kA；为了保证故障时馈线柜能被可靠分开，双向变流器需提供27 kA、持续120 ms的短路电流。由于该短路电流值远远超过IGBT器件所能承受的极限，双向变流器为保护装置自身安全，选择跳开直流开关柜方式退出供电；然而，因为地铁牵引供电系统通常采用双边供电，直流侧具有贯通特性，相当于多台双向变流器并联，其中、远端的短路电流仍会超过双向变流器IGBT器件的电流承受极限，进而引起多个站点双向变流器的跳闸，使故障保护失去选择性。可见。对于基于双向变流器的城轨牵引供电系统，传统的直流继电保护方法是无效的。

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