低壓400V進線開關失壓檢測回路故障改造技術分析

張泰明 鄧美玉 莫斌濤 黃嘉琳 朱劍鋒

【摘 要】 在廣州地鐵5號線供電系統中，低壓400V供電系統負責提供變電所用電、通訊、AFC、車站照明等用電。2014年發生了一起由于進線開關失壓檢測回路故障引起開關誤動作事件，對地鐵的行車安全造成了影響。因此，對失壓檢測回路存在的問題進行分析研究顯得十分必要。在對廣州地鐵5號線低壓400V進線開關失壓檢測回路問題引起的開關誤動作故障進行分析，找出了存在的問題，結合現場設備實際情況，提出了解決方案，以進一步確保廣州地鐵5號線低壓400V供電系統的正常穩定運行。

【關鍵詞】 廣州地鐵5號線 低壓400V 進線開關 失壓檢測

1 故障情況

2014年10月8日，某變電所901和902開關跳閘， 801、802開關位置不確定。查看Pscada報文及開關保護模塊信息，顯示故障時各設備均無保護啟動，相關開關動作情況如下：801開關失壓分閘，901、902開關被聯跳，803開關自投合閘成功。4分鐘后，801開關檢測有壓，803開關自復分閘，801開關合閘成功。

2 故障原因分析

2.1 原因分析

根據Pscada報文中無開關保護跳閘信息、保護跳閘總報警信息，結合現場設備檢查情況（開關無保護跳閘，無一次設備短路現象），判斷為二次設備故障導致901、902開關跳閘。

根據Pscada報文中顯示，故障時801開關先報通信異常信號，然后報801失壓分閘。因PMC916裝置兼有與Pscada裝置通信、遙測功能，當PMC916裝置故障時，除無法檢測正常的有壓信號外，還會報開關柜通訊異常等信號。因此判斷801開關檢有壓裝置PMC916故障，其33/34端子輸出無壓信號給PLC擴展模塊，導致PLC控制裝置誤發801開關失壓分閘指令，斷開801開關。801開關聯跳901、902開關后， PLC控制裝置發803開關自投指令，合上803開關，完成一次開關備自投合閘過程。

在4分鐘后，801檢失壓裝置PMC916在803開關自投成功后，被動重啟成功，檢測到801開關上端有電， PLC控制裝置發自復指令，斷開803開關，合上801開關。完成一次自復過程。

綜上所述，此次故障的原因為：801開關電力參數儀PMC916故障，低壓開關備自投PLC擴展模塊ICMK14F1檢測到錯誤信號，低壓開關備自投PLC模塊07KR51誤判為I段進線失壓，導致801、901和902開關跳閘。

2.2 結論

由上述故障原因分析可發現低壓進線開關檢測失壓的重要檢測單元為PMC916，而該檢測單元故障頻發，是低壓開關誤動作的重大故障隱患。因此，低壓進線開關單一檢測失壓回路無法保證低壓供電的可靠性。

3 解決的方法和措施

3.1 整改思路

增加一條進線檢測有無壓的回路，以克服因檢測失壓回路元件故障，低壓開關備自投PLC擴展模塊ICMK14F1檢測到錯誤信號，低壓開關備自投PLC模塊07KR51誤判為I段進線失壓，導致801、901和902開關跳閘的情況。

3.2 整改方案

在801/802開關的檢失壓回路中增加冗余，當一回檢失壓回路故障后，另外一路檢失壓回路正常工作，這樣就避免了二次回路故障導致開關誤動作。整改原理圖見圖1紅色線部分。

圖1中回路帶電時，JY1繼電器吸合，JY1常開輔助接點閉合，短接FM2（PLC擴展模塊）的24V和0號端子，輸入進線有壓信號；當進線失壓時，JY1繼電器釋放，JY1常開輔助接點斷開，切斷FM2（PLC擴展模塊）的24V和0號端子，輸入進線無壓信號。該線路與原PMC916檢失壓并列成冗余，確保檢失壓信號準確。

3.3 失壓元器件選擇

根據原理圖，整改工作需要增加一個判斷失壓的元器件，作為一次回路失壓后的信號發送元件。現選用歐姆龍MY4J系列繼電器。

MY4J繼電器線圈在AC220V電壓下長時間運行，功耗值低于0.9—1.1VA。因此線圈在長時間通電情況下發熱量在可控范圍內。其動作時間小于20ms，使用在400V開關檢失壓回路中對原有功能無明顯影響。

歐姆龍MY4J系列繼電器在低壓開關柜上大量使用，作為中間繼電器長期帶電運行。而低壓開關柜在四、五號線運行至今的5年內，中間繼電器暫時無故障記錄。因此，該繼電器長期帶電運行是可靠、安全的。

綜上所述，MY4J系列繼電器在長時間通電要求、動作時間方面均符合要求。而且，該繼電器在400V的低壓開關柜上大量使用，在備用、可代替性等方面有很大的優勢。

4 結語

低壓400V系統主開關失壓檢測回路原有檢測元件偶發性的故障，已成為低壓400V供電的安全隱患，只有通過技術改造，增加失壓檢測的可靠性，才能更大限度上規避開關故障的發生。

參考文獻

[1]卓樂友.電力工程電氣設計手冊（電氣二次部分）[K].北京：中國電力出版社，2011.