韦复晓

摘 要：从中国地铁交通的发展来看，一般都采用过流保护和零序保护等设备。在单一连接状态下实现继电保护装置之间的有效通信是困难的，地铁运输供电系统的稳定性也受到破坏，在一定程度上阻碍了地铁运输的发展。因此，建立网络传输保护是十分必要的，有关部门和员工应注意这一点，以提高相关的科学和技术。本文主要研究地铁继电保护的网络技术。笔者结合自身多年工作经验，本次主要针对地铁供电继电保护网络化技术，展开深入研究与讨论，所得文献与同行业人员共享，望对行业的前进起到一定的促进作用。

关键词：地铁;继电保护;网络化

中图分类号：U231.8 文献标识码：A

0 引言

目前，在社会经济持续进步和发展的前提下，地铁交通也获得了巨大的发展机遇。在中国，地铁交通中普遍存在“差动保护、快速动作保护、过电压保护、零序保护”等继电保护装置，导致继电保护装置之间的通信和信息共享失效，严重阻碍了地铁交通的发展。

1 地铁供电系统和继电保护网络化的相关概念

1.1 地鐵供电系统

地铁具有高速、低功耗、高安全等特点。自中国第一条地铁建成以来，它为人们的生活带来了诸多便利，成为各个城市的重要交通工具。此外，中国地铁的发展在世界范围内处于领先地位，被许多国家借鉴和效仿，为其他国家提供了大量的技术和理论支持。地铁作为运输工具，需要高技术含量，同时也需要高成本的建设和后期维护。地铁电源主要通过电网供电。由于电力系统的复杂性，必须执行继电器保护，以确保每个电力系统正常运行，并能及时解决每个系统的潜在问题。其中，导线短路是地铁供电系统中频率最高的故障。发生这种情况时，电流可能会突然增加，并且某些元件会开始变热，这可能会损坏元件、缩短元件的寿命或造成永久损坏，并且必须更换。

1.2 继电保护网络系统构成

1.2.1 继电保护网络系统架构

从现有网络体系结构来看，传输保护信息网络系统可分为三个主要站保护和配电系统：省、省和地区网络骨干。第一，配电系统中的微机保护装置通过配电网连接到主站保护控制系统，并将实时控制发送到受监控系统;第二，保护管理机通过网络命令执行各种保护功能，并实时将电力信息传输到主站网络，以增强对其他配电装置的保护和连接，配电系统的结构可分为三个层级：中央车站系统、配电系统和保护装置，保护装置的功能是在本端设定，并执行保护动作，配电装置位于调度中心的各个层级，其主要功能是收集、控制和传输有关该站智能设备的运行和配置信息。

1.2.2 继电保护网络系统网络连接方式

光纤通道通常用于受保护的中继通道，包括专用光纤和多路传输光纤。短距离传输信道通常使用具有更高可靠性的特殊光纤，而远传信道通常使用多路传输光纤。具有同步数字分层（SDH）的自再生光纤环形网络广泛用于电力通信网络，这通常是指使用创建环形网络以恢复自身性能的保护方法。多路复用段中的双绞线和多路复用段中的四绞线更适合于继电保护。

1.3 当前地铁供电继电保护装置通信功能的局限性

目前国内外地铁继电保护装置均采用通信技术，但一般都是电压等级相同的保护装置。总的技术还处于起步阶段，还有很多问题需要改进，具体表现如下：（1）地铁供电继电保护装置通信技术标准不统一。（2）地铁继电保护装置之间的通信仍然存在很大的局限性，不能有效实现任何保护装置之间的无缝通信。（3）地铁继电保护装置之间的数据交换能力仍然不足，需要改进功能。（4）在地铁区间内，35 kV交流侧继电保护与1 500 V（750 V）侧继电保护之间仍存在“间隙”，且两者之间的网络通信没有实现。（5）0.4 kV继电保护装置仍独立运行，尚未进行基于网络通信技术的保护研究。

1.4 地铁供电系统保护分析

技术人员必须从以下角度分析电源系统的保护。首先，保护电力系统。在双供电过程中，入站和出站线路开关必须受地铁差动保护装置的影响，以防止线路移动对线路系统的影响。保护装置可以隔离故障线路，并且总线卡箍开关在合闸过程中处于自合闸状态，从而使其他线路正常运行，并继续提供运行性能。电源机架非常重要，因此有多种保护方法。电流保护措施可以解决系统各阶段之间的短路故障和零序电流模式可以解决接地短路问题。第二，从保护牵引供电系统开始，有许多保护措施，例如内部电流保护、零序保护或安置装置，可在保护牵引供电系统时发挥紧急作用。当诊断失败时，快速中断的防御措施就会开始发挥作用。在设备运行过程中，内部和外部零件的温度可能会突然升高，并且应采用防变形模式，以便实时监控温度。

2 地铁供电继电保护技术的具体内容

2.1 继电保护

地铁供电中的继电保护技术主要研究了电力系统是否正常运行以及地铁运行过程中电路是否异常。在传统的继电保护技术中，接触式继电器主要用于保护电气线路和相关部件。基本工作原理是：如果地铁线路系统出现问题，继电器保护装置会在尽可能短的时间内自动隔离故障区域，以防止影响其他线路的运行状态。然后将发送警报，工程师可以对其进行修复。

2.2 轨道交通

地铁又称轨道交通，是人们往返于固定线路上的便捷方式。随着人们物质生活水平的不断提高，道路上的个人汽车越来越多，不仅造成了城市的交通堵塞，而且汽车尾气污染了环境。所以中国开始倡导绿色旅游，缓解道路交通的有效途径是地铁交通和地铁每天都有大量的交通，这就对电力和地铁安全提出了非常高的要求。

2.3 通信功能的局限性

中国目前正在积极研究地铁继电保护技术中的通信功能。但是，由于它仍处于研究的早期阶段，仍有一些问题需要解决。例如，目前，由于技术人员的技术水平参差不齐，实施通信技术保护设备的过程也不尽相同。但是，没有统一规划不同区域的规定通信功能标准。同时，地铁供电继电保护装置在现阶段不能发挥通信功能的真正价值，保护装置太旧而不能大力引进新装置。但是，地铁线路系统中的电力和数据交互功能存在一些问题，相关网络信息的功能不完善，这主要是由于技术人员不重视网络技术在地铁电力传输保护中的作用。此外，35 kV侧继电器保护与1 500 V侧继电器保护（750 V）之间的网络通信尚未在地铁现场实施。因此，要求技术人员加强对地铁电力传输保护网络技术的研究，以支持地铁电力传输系统的稳定发展，为地铁运行提供安全保障。

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通信技术标准是实现电力网络自动化的全球标准。在此基础上，建立了电力系统的自动信息交换模型，并通过对象模型和自组织设备自定义了一些标准化的自动功能语法。为了不中断智能设备的运行，该设备的功能应与实际网络协议独立。主要和次要设备型号适用于全球标准，以确保在配电装置和电台之间传输信息，此外，电路规划语言可用于使用XML进行网路连线，然后有效执行封存和交换等功能。

3.2 GOOSE网络技术

GOOSE技术在电力系统保护技术中扮演着重要的角色，通常用于过程层和绝缘层之间，以保护设备之间的信息交换。与传统连接模式相比，网络技术可在交换机位置和每条线路段上提供时间信息交换。经过某些技术检查，技术人员可以将交流电源中UED信息的速度降低50毫秒，以确保电力系统的继电保护时间要求。但是，此技术主要是通过无线电传输的，在工作负载很大的情况下会导致网络瘫痪，但是，这种情况是无法解决的。可以通过虚拟局域网快速生成数据，并且可以在短时间内完成发送和接收步骤。

3.3 变电站信息分层结构

变电站信息的层次结构包括过程层和姿势层之间的信息交换、海湾层内的信息交换、海湾层之间的信息交换以及配电间的信息交换。中国地铁供电继电保护系统网络虽然已经发展起来，但仍有许多问题需要解决。例如，地铁继电保护系统的标准要求不同，保护装置之间的连接不够完善，不能充分发挥其保护功能。因此，必须扩展GOOSE网络技术并接受动态数据交换以实现有效保护，以支持传输保护系统的网络进程。

4 地铁供电继电保护网络化技术方案的设想

通过现有的网络信息通信标准和网络信号传输技术，可以推测地铁电源的继电保护技术方案。

4.1 供电继电保护网络数据的实时交换

采用地铁供电继电保护网络技术的主要目的是通过网络信息集成相关数据信息，不断优化继电保护系统的设置，保证地铁供电继电保护系统的安全稳定运行。如果技术人员能够合理地应用IEC61850通信标准和GOOSE网络技术，他们可以实现地铁继电保护系统中的实时保护数据交换功能，并支持实现入站和分配保护网络功能。其主要工作原理是通信技术通过统一的网络通信标准进行通信控制，从而在同一网络上提供地铁电源的中继保护，以便通过技术连接数据。技术人员还可以通过网络快速获取地铁继电保护装置的运行数据，并监控其运行动态。

4.2 网络保护功能的实际应用

在保护0.4 kV进线侧时，可以在地铁继电保护中使用网络技术。当高压侧链路出现故障时，网络技术可以通过方便的通信渠道及时传输有关高压侧链路的数据信息。并且，通过系统发出的智能指令，网络技术可以实现高压侧自动故障排除。如果高压侧保护失败，则可以退出高压侧保护，由低压侧保护和高压侧同母线的电源进线保护作为后备保护，确保线路安全稳定运行，并防止线路短路。

5 小結

简而言之，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，提供了地铁供电继电保护装置的功能，有助于提高地铁供电装置在电力调度中的稳定性和可靠性。

参考文献：

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