廣州地鐵五號線ABB低壓主開關程序優化設計

黃衍輝++段振濤++孫俊明++莫斌濤

摘 要：廣州地鐵五號線ABB低壓系統采用雙母線供電方式，其原理為當一路進線電源失壓或一路主開關因故障而跳閘時，另一段母線通過母聯開關自動投入供電，以滿足供電系統的可靠性。然而在供電方式切換的過程，會引起部分負荷短時失電，給廣州地鐵的安全運營造成一定的影響。經過多年運行，廣州地鐵五號線ABB低壓主開關程序暴露出了一些問題，使得廣州地鐵五號線ABB低壓主開關產生了因為非一次回路故障而導致的主開關分斷的不可靠現象。該文主要對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關的缺陷部分程序進行分析，并提出優化設計方案。

關鍵詞：低壓主開關 程序 缺陷分析 非一次回路故障

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0029-02

廣州地鐵五號線ABB低壓主開關主要為車站內的通風系統、照明系統、信號系統等設備提供電源，采用雙母線供電方式，其原理為當一路進線電源失壓或一路進線主開關因故障而跳閘時，另一段母線通過母聯開關自動投入供電，以滿足供電系統的可靠性。而該低壓控制系統采用了型號為07KR51的主PLC及型號為ICMK14F1的擴展模塊對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關進行程控。在廣州地鐵五號線多年運行以來，其低壓主開關程序暴露出了一些問題，使得廣州地鐵五號線ABB低壓主開關產生了由于非一次回路性故障而導致的主開關分斷的不可靠現象。現根據廣州地鐵五號線ABB低壓主開關的工作原理，對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關的缺陷部分程序進行分析。

1 廣州地鐵五號線ABB低壓主開關工作原理

廣州地鐵五號線ABB低壓系統采取雙母線供電方式，并由雙進線主開關及一母聯開關組成雙段母線供電模式。其中803母聯開關處安裝主控制PLC 075R51對低壓系統的自動控制進行程控，801、802主開關處安裝ICMK14F1擴展模塊，用以反饋開關位置、失壓等信息至主PLC，并執行PLC發出的控制命令。其801、802主開關的ICMK14F1擴展模塊工作原理如圖1所示。

2 廣州地鐵五號線ABB低壓主開關缺陷程序分析及優化設計

2.1 程序缺陷案例分析

由圖1可知，廣州地鐵五號線ABB的801、802低壓主開關通過其擴展模塊將“0”點失壓信號反饋至803主PLC處，在正常運營情況下，“0”處于高電平表示主開關上端有電壓，此時主開關保持合位。然而（以801為例）當進線主開關801的擴展模塊ICMK14F1若出現短時失電或通訊中斷在重啟時間內（一般為10～30 s），803開關柜內的PLC（07KR51）無法檢測到I段擴展模塊的輸出，PLC將自動判斷為進線失壓，延時3秒后輸出I段失壓信號，程序如圖2所示。

而正常運營情況滿足工況“STATU40”（801=1、802=1、803=0），滿足II段無失壓信號，I段誤判為失壓后，程序延時1秒后輸出801分閘信號，如圖3所示。

根據程序圖4所示，分閘輸出“QF1YO=1”命令將保持30 s時間，若當擴展模塊在30 s內重啟完成后，立即接收到PLC的分閘輸出，導致801開關分閘。

當進線開關801跳閘后，擴展模塊已經恢復通訊，重新檢測實際進線有壓后，滿足了進線開關進線有壓合閘的條件。

從上述案例可知，當進線主開關801的擴展模塊ICMK14F1若出現短時失電或通訊中斷而重啟，會導致非故障性分閘，不能保證開關動作的可靠性。不滿足低壓系統的供電安全。

2.2 程序缺陷優化設計方案

根據上述程序缺陷案例分析，可在進線開關柜PLC擴展模塊ICMK14F1啟用輸入點I5（直接接入24 V電源。定義為：擴展模塊準備就緒，表示擴展模塊沒有存在電源失電和通訊異常情況。）一起判斷檢失壓功能。避免在擴展模塊短時失電和通訊中斷的狀態下判斷為進線失壓。相應在擴展模塊增加如圖1虛線所示的151接線。

并在程序增加“JIUXU”判斷條件（如圖5所示），表示擴展模塊準備就緒。擴展模塊ICMK14F1失電或者重啟情況下，當主PLC檢測到“JIUXU=0”，判斷不滿足失壓條件，不會再誤輸出失壓信號導致開關分閘。從而保障了低壓主開關的動作可靠性。

3 結語

本位主要對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關控制原理及缺陷程序進行了分析，并根據程序的缺陷內容進行優化設計，確保了廣州地鐵五號線ABB低壓主開關的動作可靠性，保障了地鐵低壓電力系統的安全、可靠。

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