引供电系统发生故障时切断电源、消除死区的要求。对任何供电系统的继电保护而言, 可靠性总是第一位的, 而对直流牵引供电系统, 速动性可以看成和可靠性是同等重要的, 所以直流侧保护皆采用毫秒级的电器保护设备, 如直流快速断路器、di/dt △I 保护等, 目的就是在直流短路电流上升过程中将其遮断, 不允许短路电流到达稳态值。至于选择性, 在直流牵引供电系统中则处于次要位置, 其保护的设置应是“宁可误动作, 不可不动作”。 误动作可以用自动重合闸进行矫正; 不动作则很可怕, 因为牵引供电系统短路时产生的直流电弧, 如不迅速切断电源，电弧可以长时间维持燃烧而不熄灭; 而交流电弧则不同, 其电压可以过零而自动熄灭。下面谈一下容易被人忽视的两种保护。 2.4.1 牵引变电所内部联跳保护
牵引变电所内部联跳的定义：当发生短路故障引起两台整流机组直流引入断路器或交流断路器同时跳闸时，应迅速跳掉全部直流馈线断路器，以及时切断电源。如图01：
当牵引变电所内部发生短路时，如 K2点短路，则流向短路点的短路电流有6路，两台整流机组2路：IK1 、IK2 ，相邻牵引变电所通过4路馈线开关流向短路点的有4路： IK3、IK4 、IK5 、IKy 。若只跳掉两台整流机组的直流开
关或交流开关是不够的（只切断 IK1 、IK2 ），相邻牵引变电所仍会通过牵引网继续向短路点供电（ IK3、IK4 、IK5 、IKy），因此必须跳掉直流母线上所有开关，以切断电源，实现牵引变电所内部联跳；
当牵引变电所外部发生短路时，如 K1点短路，则流经DS6开关的短路电流有5路，两台整流机组2路： IK1 、IK2，相邻牵引变电所通过3路馈线流经DS6开关的短路电流有3路： IK3、IK4 、IK5，此时若馈线开关DS6拒动，而又没有远后备保护，此时只能通过牵引变电所内部联跳及时切断电源。 牵引变电所内部联跳的保护范围：无论是牵引变电所内部短路还是外部短路，凡引起两台整流机组同时跳闸的故障均应实行牵引变电所内部联跳。 由图01可以看出, 流经馈线开关DS6的短路电流IKZ 是由 IK1→IK55个短路电流组成的, 这就说明, 如果馈线开关DS6失灵拒动, 要切断短路点的电源, 只跳掉DS1、DS2是不够的, 还要跳掉DS3、DS4、DS5等5路开关, 即必须跳掉牵引变电所直流母线上的所有开关。
牵引变电所内部联跳保护, 就是为当发生短路故障时, 迅速切断电源的一种保护措施。如发生一路馈线开关失灵拒动或两台整流机组直流侧两路开关同时跳闸(或两路交流中压开关同时跳闸),为迅速切断电源, 都必须实行变电所内部联跳, 既跳掉直流母线上的所有开关, 否则不能切断电源, 如图(01)所示。 图中 K1 (牵引变电所外部短路)和 K2 (牵引变电所内部短路) 点短路时, 如果DS1 、DS2 两台直流断路器或DL1 、DL2 两台交流断路器同时动作, 则必须实行变电所内部联跳, 跳掉所有直流馈线断路器。即跳掉DS3、DS4、DS5等馈线开关, 否则不能切断电源, 相邻牵引变电所继续向短路点供电。 2.4.2直流馈线开关失灵拒动保护
目前国内地铁直流馈线开关设置了多种保护和自动装置，这些都是必要的，但尚缺少一种重要的保护：开关失灵拒动保护。当开关失灵拒动时，开关本身设置的所有保护均失效，而馈线开关又没有远后备保护,这是直流馈线保护的“软肋”。众所周知，从牵引变电所的主接线上看，直流馈线开关没有远后备保护设备，这是由地铁供电网络的构成特点所决定的。在直流母线上共设置6路开关：2路直流引入开关、4路馈线开关，见图（01）。从电源角度讲，每路馈线开关的上一级有5路电源开关，这和交流电路不一样，交流电路上一级只有一路开关，所以当下一级开关失灵拒动时，上一级开关可以作为它的远后备保护。直流则不然，它的上级5路开关都不是它的远后备保护设备。从图（01）中可以看出，当 K1点发生短路时，如为变电所出口短路，馈线开关失灵拒动可能引起2路直流引入线开关跳闸，引起变电所联跳，及时切断5路电源。如果发生远端短路，馈
线开关失灵拒动就非常危险，此时将有5路短路电流IK1 、IK2 、IK3、IK4 、IK5 持续不断流入短路点，短路点的直流电弧将烧毁一切，对于运行的电动车辆，尤其危险，对人身安全造成极大的危害。 。
第3章 地铁供电安全措施
3.1 地铁供电系统分析
3.1.1高压供电系统。
一般地，城市电网对城市轨道交通进行供电的方式有三种:集中式供电、分散式供电和混合式供电。
（1）集中供电方式。沿城市轨道交通线路，根据用电量和线路的长短，建设城市轨道交通专用主变电所。主变电所应有两路独立的110KV电源。再由主变电所变压为城市轨道交通内部供电系统所需的电压级（35KV或10KV等）。由主变电所构成的供电方案为集中式供电。
（2）分散供电方式。分散供电方式是指不设主变电所，而直接由城市电网区域变电所的35（33）KV或10KV中压输电线直接向城市轨道交通沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并行车环网。采用这种方式的环境必须是城市电网比较发达，在有关车站附近有符合可靠性要求的供电电源。其中压网络的电压等级应与城市电网相一致。在这种方式下，可设置电源开闭所，并可与车站变电所合建。
（3）混合供电方式。即前两种供电方式的结合，以集中式供电方式为主，个别地段引入城市电网电源作为集中供电的补充，使供电系统更加完善和可靠。武汉轨道交通、北京地铁1号线和环线即为此种供电方式。 3.1.2牵引供电系统及其运行方式。 一、牵引变电所的主要设备
（一）牵引整流机组－整流变压器与整流器
单台变压器为六相12脉波整流变压器，两台变压器并联运行构成等效24脉波整流变压器。整流变压器的设计应与整流器相匹配，构成牵引整流机组。 地铁采用两套12脉波整流机组匹配构成一套AC 35KV/DC1500V等效24脉波整流机组。单机组12脉波整流电路由两个三相全波整桥并联组成。每台整流变压器的二次绕组有一个星形绕组和一个三角形绕组，分别向两个三相整流桥供电。因为整流变压器二次侧星形绕组和三角形绕组相对应的线电压相位错开30°，于是可以得到两个三相整流桥并联组成的12脉波整流电路。当供给两台12脉波整流器的整流变压器高压网侧并联的绕组分别采用±7.5°外延三角形联接时，两套整流器并联运行即可构成24脉波整流。
（1）电路特点：
l 各整流桥按顺序相互不干扰，当不考虑重叠角时各桥臂整流管的导电时间为 ，输出直流电流为二个并联桥整流电流之和。
l 各绕组线电压相位错开 ，直流输出电压波顶在时间上重合，也错开 ，因此总的直流输出电压便有12相脉波。
考虑到牵引负荷的特殊性，整流变压器与整流器应具有相应的过载能力，其过载能力应符合GB3859Ⅵ类负荷标准。
（2）整流器技术参数及性能特点： l 额定频率：50HZ l 额定交流电压：1180V l 直流标称电压：1500V l 直流最高电压：1800V
l 额定电流1467A（2200kW）／2300A（3450kW） l 直流空载电压≤1670V
l 整流器负荷性质：反电动势、再生 l 整流器负荷类型：Ⅵ级（GB3859） 100%额定负荷----连续； 150%额定负荷----2小时； 300%额定负荷----1分钟。
l 整流器耐压
工频耐压：整流器主回路对地、对辅助回路：5kV/1min 辅助回路和主回路应电气隔离，并能承受2kV/1min 冲击电压：12kV（标准冲击波1.2/50μS）。 l 整流器承受短路电流能力如表1-3-3：
单台整流器应能承受由于直流侧短路而产生的短路电流的冲击。 表1-3-3 整流器承受短路电流能力 整流器功率（kW） 短路电流（kA，2s） l 整流器额定功率损耗。 表1-3-4 整流器额定功率损耗
整流器功率（kW） 短路损耗（kW） （二）35KV交流开关柜
35KV交流开关柜采用六氟化硫SF6气体绝缘开关柜，断路器采用真空断路器。
（1）主要技术参数如下： l 额定电压：35KV 2 额定电流：1250A
3 动稳定电流（峰值）：63KA 4 热稳定电流（3S）：25KA （2）额定绝缘水平：
1 对地、相间及普通断口工频耐压值：85KV 2 隔离断口间的绝缘工频耐压值：95KV
2200 ≤5 3450 ≤8 2200 25 3450 40