地铁第三轨小间距电分段保护研究

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翻新时间：2023-03-10

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地铁第三轨小间距电分段保护研究

摘要：结合北京地铁的实际情况及存在问题，提出了小间距电分段保护，并对小间距电分段保护进行了详细分析和论述，为解决地铁第三轨受流系统存在的问题提供了解决方法。

关键词：地铁；牵引供电系统；电分段；保护

0 概述

北京地铁 750 V 直流牵引供电系统采用第三轨（导电轨）受流方式，机车采用集电靴取流。北京地铁采用 VVVF 机车，机车的两侧各设 2 个集电靴，且 2 个集电靴之间的距离为 12.6 m，集电靴在电气回路上是相互连通的。列车编组采用动拖编组形式。为了在故障情况下尽可能地缩小事故范围、方便检修及保护配合的需要，在牵引变电所出口处（一般在列车进站侧）设有电分段。电分段中段有 3 种类型：小间距电分段、大间距电分段、中性短轨电分段。

根据北京地铁机车的实际情况，小间距电分段处的间距一般大于 6.9 m 而小于 12.6 m；大间距电分段处的间距一般大于 13 m；中性短轨电分段的中性段实际上为一个短轨，该短轨一般通过接触器与导电轨相连，中性短轨与导电轨的间距一般根据机车集电靴的分布来确定。

根据北京地铁牵引供电系统的特点，下面对在不同运行方式下的小间距电分段保护进行分析和论述。

1 小间距电分段保护

1.1 牵引供电臂正常双边供电时的保护

如图 1 所示，CB1—CB4断路器处于合闸位置，DS 越区电动隔离开关处于分闸位置，机车通过电分段时机车集电靴将电分段短接，同时在变电所SSa 与变电所 SSb 之间的直流供电区间发生了短路故障。

正常情况下，750 V 直流供电系统的相邻 2 个牵引变电所对一个供电区间同时供电，实现正常双边供电。当供电区间处发生短路故障时，保护装置检测到故障信号后跳本侧断路器，同时联跳对侧断路器。由于双边联跳回路的存在，弥补了 750 V 直流系统末端短路时灵敏度不够的问题。

断路器保护跳闸后启动自动重合闸，线路测试装置测试线路是否有短路点，如果线路测试正常，延时重合馈线断路器；如果线路测试发现存在短路点，馈线断路器不重合。在线路测试过程中机车有可能因惯性滑过电分段，使无故障的供电区间的馈线断路器重合闸成功，如果机车无法滑过电分段，那么只要故障不消除，馈线断路器就不会重合。1.2 牵引供电臂越区供电时的保护

如图 2 所示，CB

1、CB

4、CB

5、CB6断路器处于合闸位置，CB

3、CB4 断路器处于分闸位置；变电所 SSb和 SSc的 DS 越区电动隔离开关均处于合闸位置。机车通过变电所 SSc的电分段时机车集电靴将电分段短接，同时在变电所 SSa与 SSc之间的直流越区供电区间发生了短路故障。

当牵引变电所 SSb解列时，由相邻的两座牵引变电所 SSa和 SSc越区供电。当在 f1处发生短路故障时，保护装置检测到故障信号后跳本侧断路器CB1，同时联跳邻所对侧断路器 CB4。

当有机车通过，位置检出器 Ps 检测到机车位置信号后，闭合位置检测器 Ps的辅助触点，将 SSc两侧的双边联跳回路自动接通。如果此时在 f2处发生近端短路时，保护跳闸断开本侧断路器 CB4，同时联跳邻所断路器 CB

1、CB6；如果是 f1处发生短路故障，保护跳闸断开本侧断路器 CB1，同时联跳CB6。这样，在最短的时间内切除故障，使事故缩小到最小范围。

1.3 牵引供电臂单边供电时的保护

如图 3 所示，CB

1、CB

3、CB4 断路器处于合闸位置，CB3处于分闸位置；变电所 SSb的 DS 越区电动隔离开关处于分闸位置。机车通过变电所SSb 的电分段时机车集电靴将电分段短接，同时在变电所 SSa的直流单边供电区间发生了短路故障。