鐵站間間距較短，站間電纜阻抗較小（正序和零序阻抗一般都小于1），因此選取環(huán)網(wǎng)電纜中間點進行短路故障計算和靈敏度校核即可。

若保護靈敏度的校核結果不滿足用戶要求，則在線定值校核系統(tǒng)可以根據(jù)短路電流給出一個合理化的建議定值（可靠系數(shù)Krel由運行人員整定），并將校核結果生成校核報告，供用戶分析參考。

整定計算校核模式需要較大的運算資源和運行時間，而且要求“系統(tǒng)基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫”參數(shù)整定的精確，因此該模式僅支持手動觸發(fā)，以保證校核結論的準確性。

3.3 規(guī)則庫校核模式

規(guī)則庫校核模式主要校核在當前系統(tǒng)運行模式下，按照運行人員整定的“配合規(guī)則”，上下級繼電保護裝置間是否可以有效配合，從而有選擇性地切除故障。因此，規(guī)則庫校核模式的主要功能是校驗保護定值的“選擇性”。

地鐵供電系統(tǒng)通常配置有過流保護、線路光纖差動保護，以及使用越來越廣泛的數(shù)字通信電流保護，其中后兩種保護都是具有絕對選擇性，不存在選擇性配合問題。因此，規(guī)則庫校核的重點是過流保護，以及過流保護與差動保護、數(shù)字電流保護的配合關系。另外，差動保護和數(shù)字通信電流保護都屬于網(wǎng)絡化保護，需要兩臺以上保護裝置間的通信配合來判斷故障位置，因此規(guī)則庫校核模式還需要校核這種配合關系的正確性。

過流保護的電流定值和時間定值都會影響到保護的選擇性。但是對于地鐵供電系統(tǒng)，由于環(huán)網(wǎng)上下級斷路器間距離較短（1～2km），斷路器間線路阻抗小于0.5，依靠電流定值無法區(qū)分保護范圍，過流保護的選擇性主要依靠時間定值級差來實現(xiàn)。電流定值對保護選擇性的影響往往表現(xiàn)在供電分區(qū)中一個區(qū)段內電流定值與下一個區(qū)段內電流定值間的配合關系。圖3為一個典型的地鐵供電分區(qū)。

圖3 地鐵典型供電分析示意圖

圖3中過流保護整定時，會將#1和#2變電所定義為一個供電區(qū)段，其進出線過流保護電流定值相同，即圖中A1、A2、A3、A4與B1、B2、B3、B4的電流定值為相同值；同時也會將#3和#4變電所定義為另一個供電區(qū)段，電流定值也整定為相同值。

而同一區(qū)段內上下級斷路器的選擇性配合主要靠時間級差，例如：B2斷路器和B4斷路器為上下級配合關系，若時間定值級差要求為0.25s，則故障時B2斷路器和B4斷路器會同時起動（電流定值相同），但B2比B4晚0.25s跳閘。規(guī)則庫校核模式將根據(jù)以上選擇性整定規(guī)則，對保護定值進行校核。

對于差動保護，兩側CT的變比相同，由于被保護環(huán)網(wǎng)線路較短，所以兩側差動保護定值應該相同；對于數(shù)字通信電流保護[9-10]，由于目前行業(yè)內沒有統(tǒng)一實現(xiàn)標準，所以其選擇性校核規(guī)則應根據(jù)具體保護邏輯進行設置，否則可能會誤判為選擇性錯誤。

規(guī)則庫校核功能支持定時觸發(fā)、事件觸發(fā)和手動觸發(fā)共3種觸發(fā)模式。

3.4 故障波形管理功能

故障波形管理功能是保護信息管理系統(tǒng)的基本功能。地鐵保護信息管理系統(tǒng)采用故障信息索引方式管理故障波形。圖4為保信系統(tǒng)管理界面。該界面以樹形結構檢索每個變電站的每臺保護裝置，并以時間順序顯示該裝置的所有故障信息。通過雙擊故障信息可以查看對應的故障波形。

圖4 保信系統(tǒng)管理界面

4 系統(tǒng)功能驗證

為了驗證地鐵保護信息管理系統(tǒng)的功能，本文利用南京地鐵4號線的實際定值數(shù)據(jù)和27臺保護裝置搭建了一個定值在線校核系統(tǒng)的實時數(shù)字仿真（real time digital simulation, RTDS）測試平臺，并模擬了各種類型的定值整定錯誤情況，以檢測在線校核系統(tǒng)的性能。試驗平臺的系統(tǒng)結構如圖5所示。

圖5 試驗系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

該試驗平臺主要驗證校核服務器和校核后臺的軟件性能，為了簡化系統(tǒng)結構，采用了校核服務器通過IEC 60870 5 103規(guī)約、從保護裝置直接采集定值的組網(wǎng)結構。精簡后的實驗數(shù)據(jù)記錄見表1。

表1 定值在線校核功能測試（簡表）

5 結論

針對地鐵供電系統(tǒng)在保護信息管理方面的需求情況，本文分析了研制地鐵保護信息管理系統(tǒng)的可能性和功能范圍，并結合地鐵應用的特殊性介紹了保護信息管理系統(tǒng)的軟件架構，說明了3種定值在線校核方法的工作機制。最后利用南京地鐵4號線的實際保護定值數(shù)據(jù)和27臺保護裝置，搭建了測試驗證平臺，對每種校核算法進行了測試，取得了預期的效果。

地鐵行業(yè)的快速發(fā)展對供電安全提出了越來越高的要求。本文介紹的方案將“保護信息管理系統(tǒng)”與地鐵應用的特殊情況相結合，解決了現(xiàn)有保護裝置應用過程中出現(xiàn)的一些實際問題，有利于進一步提高地鐵供電可靠性，希望能夠引起相關專家學者的高度關注。