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），因此選取環網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可以根據短路電流給出一個合理化的建議定值（可靠系數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“系統基本參數數據庫”參數整定的精確，因此該模式僅支持手動觸發，以保證校核結論的準確性。

3.3 規則庫校核模式

規則庫校核模式主要校核在當前系統運行模式下，按照運行人員整定的“配合規則”，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，規則庫校核的重點是過流保護，以及過流保護與差動保護、數字電流保護的配合關系。另外，差動保護和數字通信電流保護都屬于網絡化保護，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，由于環網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。電流定值對保護選擇性的影響往往表現在供電分區中一個區段內電流定值與下一個區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。

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段，電流定值也整定為相同值。

而同一區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。規則庫校核模式將根據以上選擇性整定規則，對保護定值進行校核。

對于差動保護，兩側CT的變比相同，由于被保護環網線路較短，所以兩側差動保護定值應該相同；對于數字通信電流保護[9-10]，由于目前行業內沒有統一實現標準，所以其選擇性校核規則應根據具體保護邏輯進行設置，否則可能會誤判為選擇性錯誤。

規則庫校核功能支持定時觸發、事件觸發和手動觸發共3種觸發模式。

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的基本功能。地鐵保護信息管理系統采用故障信息索引方式管理故障波形。圖4為保信系統管理界面。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 保信系統管理界面

4 系統功能驗證

為了驗證地鐵保護信息管理系統的功能，本文利用南京地鐵4號線的實際定值數據和27臺保護裝置搭建了一個定值在線校核系統的實時數字仿真（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的性能。試驗平臺的系統結構如圖5所示。

圖5 試驗系統網絡結構

該試驗平臺主要驗證校核服務器和校核后臺的軟件性能，為了簡化系統結構，采用了校核服務器通過IEC 60870 5 103規約、從保護裝置直接采集定值的組網結構。精簡后的實驗數據記錄見表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據和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。

地鐵行業的快速發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”與地鐵應用的特殊情況相結合，解決了現有保護裝置應用過程中出現的一些實際問題，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。