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概述
自适应保护是在20世纪末提出的一个较新的研究课题，自适应继电保护可以定义为能根据电力系统运行方式的变化和故障状态而实时改变保护性能、特性或整定值的保护。
自适应继电保护的基本思想是使保护尽可能地适应电力系统复杂的变化.以地铁直流牵引供电系统为例，列车的运行情况复杂多变，必须正确区分列车在正常工作时的电流和短路时的电流，以便更有效地计算保护装置的整定值.随着轨道交通运输的大力发展，列车的运行密度不断增大，传统的保护方法在列车运行时的一些特殊情况下已经难以满足地铁交通的安全需要.所以，需要研究和开发新的地铁直流自适应保护原理和装置。
基于电流积分值和平均值的自适应电流保护
通过对机车起动和短路故障两种情况下仿真数据曲线的比照分析可知，当机车起动时，起动电流会逐渐增大，起动电流的增长率很大，经过一段时间后起动电流达到峰值，然后又迅速减小；而短路电流的增长率和幅值均很大，而且短路电流在达到峰值后并不会迅速减小，而是持续保持峰值水平(如图1)。所以，虽然起动电流的最大值与远端短路时的电流峰值相近，但是其一定时间积分区间内的电流会有较大差别，所以两者积分区间内电流的平均值与最大值的比值会有明显的差别；由图1可知，在多车起动的情况下，电流的平均值与最大值的比值相对较小；而在短路故障的情况下，电流的平均值与最大值的比值相对较大。
根据以上分析，可以提出一种自适应的地铁直流保护原理.保护动作的判断依据为:积分时间内电流的积分值是否达到整定值;积分时间内电流平均值与最大值的比值是否达到整定值。动作逻辑如图2所示.
1、保护动作值的整定
为了区别列车起动时以及短路故障时的两种不同情况，E和F的值计算整定如下：
当在1km内有两辆列车同时起动时，其仿真结果如表3所示：
由表3、表4仿真的数据可进行E、F值的整定：
E=4647€?.9=4182.3As
F=0.954€?.9=0.8577
2、仿真验算
以此全长3.5km的线路为例，校验列车起动时电流与发生远端短路时电流的两种情况下，地铁自适应保护的动作情况。
(1) 列车起动时电流峰值的积分值为工=3875As，
其平均值为 =3875A，
1s内的电流最大值为=5521A，
电流平均值与最大值的比值为=0.703；
(2) 当线路末端短路后1s内，保护安装点电流的积分值为工=4647As，
其平均值为 =4647A，
1s内的短路电流最大值为=4871A，
电流平均值与最大值的比值为=0.953；
由以上数据可见，当线路末端发生短路时，电流积分的平均值与积分区间内电流的最大值的比值大于整定值F(0.8577)，自适应保护启动，且1s内电流的积分值大于整定值E(4182.3)，自适应保护动作，将短路故障迅速可靠地切除;而当列车起动时，电流积分的平均值与积分时间内电流最大值的比值也大于整定值F，保护同样启动，但是1s内电流的积分值小于整定值E，故自适应保护闭锁，不会误动作。
考察接触网沿线各点短路时保护跳闸的时限特性，结果如表5所示(△t内的电流积分值整定值E=4I82.3，电流平均值与最大值的比值整定值F=0.8577)：
保护特性：由以上分析，根据线路末端短路电流的积分值作为保护动作的整定值，自适应电流保护的动作特性是：(1)发生故障时，短路电流越大，积分值越容易在短时间内超过整定值，因而保护动作的时间越短;反之，短路电流越小，则积分值需要在较长时间内才能超过整定值，即保护动作的时间越长(在保护不闭锁的情况下)；(2)在列车起动时，虽然列车起动电流的最大值比发生末端短路时电流的最大值还大，但电流积分的平均值与最大值的比值未达到整定值，则保护不会误动作。
考虑到保护应略有裕量，可适当降低E的整定值，让保护在更短时间内动作，提高保护的灵敏性。但是若积分区间取较小值，机车起动和发生短路路障下的电流平均值与最大值的比值会趋于接近，以致难于区别两种情况下电流的特征，也会影响保护正常动作.所以选取适当的保护整定值和积分区间会使保护更加灵敏可靠。
小结
本文在仿真分析的基础上，对列车起动时和发生短路故障时的仿真数据曲线加以分析，根据大电流脱扣保护、电流上升率以及增量保护的整定原则，对全长3.5km的地铁运行区间进行了保护整定，并验证了保护配置的正确性与合理性，提出了基于电流积分值、平均值的自适应地铁直流保护方案，并对该方案进行了保护动作的校验，仿真结果证明了自适应保护的有效性。
（作者单位：西南交通大学电气工程学院）
自适应保护是在20世纪末提出的一个较新的研究课题，自适应继电保护可以定义为能根据电力系统运行方式的变化和故障状态而实时改变保护性能、特性或整定值的保护。
自适应继电保护的基本思想是使保护尽可能地适应电力系统复杂的变化.以地铁直流牵引供电系统为例，列车的运行情况复杂多变，必须正确区分列车在正常工作时的电流和短路时的电流，以便更有效地计算保护装置的整定值.随着轨道交通运输的大力发展，列车的运行密度不断增大，传统的保护方法在列车运行时的一些特殊情况下已经难以满足地铁交通的安全需要.所以，需要研究和开发新的地铁直流自适应保护原理和装置。
基于电流积分值和平均值的自适应电流保护
通过对机车起动和短路故障两种情况下仿真数据曲线的比照分析可知，当机车起动时，起动电流会逐渐增大，起动电流的增长率很大，经过一段时间后起动电流达到峰值，然后又迅速减小；而短路电流的增长率和幅值均很大，而且短路电流在达到峰值后并不会迅速减小，而是持续保持峰值水平(如图1)。所以，虽然起动电流的最大值与远端短路时的电流峰值相近，但是其一定时间积分区间内的电流会有较大差别，所以两者积分区间内电流的平均值与最大值的比值会有明显的差别；由图1可知，在多车起动的情况下，电流的平均值与最大值的比值相对较小；而在短路故障的情况下，电流的平均值与最大值的比值相对较大。
根据以上分析，可以提出一种自适应的地铁直流保护原理.保护动作的判断依据为:积分时间内电流的积分值是否达到整定值;积分时间内电流平均值与最大值的比值是否达到整定值。动作逻辑如图2所示.
1、保护动作值的整定
为了区别列车起动时以及短路故障时的两种不同情况，E和F的值计算整定如下：
当在1km内有两辆列车同时起动时，其仿真结果如表3所示：
由表3、表4仿真的数据可进行E、F值的整定：
E=4647€?.9=4182.3As
F=0.954€?.9=0.8577
2、仿真验算
以此全长3.5km的线路为例，校验列车起动时电流与发生远端短路时电流的两种情况下，地铁自适应保护的动作情况。
(1) 列车起动时电流峰值的积分值为工=3875As，
其平均值为 =3875A，
1s内的电流最大值为=5521A，
电流平均值与最大值的比值为=0.703；
(2) 当线路末端短路后1s内，保护安装点电流的积分值为工=4647As，
其平均值为 =4647A，
1s内的短路电流最大值为=4871A，
电流平均值与最大值的比值为=0.953；
由以上数据可见，当线路末端发生短路时，电流积分的平均值与积分区间内电流的最大值的比值大于整定值F(0.8577)，自适应保护启动，且1s内电流的积分值大于整定值E(4182.3)，自适应保护动作，将短路故障迅速可靠地切除;而当列车起动时，电流积分的平均值与积分时间内电流最大值的比值也大于整定值F，保护同样启动，但是1s内电流的积分值小于整定值E，故自适应保护闭锁，不会误动作。
考察接触网沿线各点短路时保护跳闸的时限特性，结果如表5所示(△t内的电流积分值整定值E=4I82.3，电流平均值与最大值的比值整定值F=0.8577)：
保护特性：由以上分析，根据线路末端短路电流的积分值作为保护动作的整定值，自适应电流保护的动作特性是：(1)发生故障时，短路电流越大，积分值越容易在短时间内超过整定值，因而保护动作的时间越短;反之，短路电流越小，则积分值需要在较长时间内才能超过整定值，即保护动作的时间越长(在保护不闭锁的情况下)；(2)在列车起动时，虽然列车起动电流的最大值比发生末端短路时电流的最大值还大，但电流积分的平均值与最大值的比值未达到整定值，则保护不会误动作。
考虑到保护应略有裕量，可适当降低E的整定值，让保护在更短时间内动作，提高保护的灵敏性。但是若积分区间取较小值，机车起动和发生短路路障下的电流平均值与最大值的比值会趋于接近，以致难于区别两种情况下电流的特征，也会影响保护正常动作.所以选取适当的保护整定值和积分区间会使保护更加灵敏可靠。
小结
本文在仿真分析的基础上，对列车起动时和发生短路故障时的仿真数据曲线加以分析，根据大电流脱扣保护、电流上升率以及增量保护的整定原则，对全长3.5km的地铁运行区间进行了保护整定，并验证了保护配置的正确性与合理性，提出了基于电流积分值、平均值的自适应地铁直流保护方案，并对该方案进行了保护动作的校验，仿真结果证明了自适应保护的有效性。
（作者单位：西南交通大学电气工程学院）