地鐵牽引變電所高壓直流開關無法合閘故障的處理淺述

楊威

摘要：本文主要針對于地鐵牽引變電高壓直流開關無法合閘故障處理進行了相關分析與闡述，首先，對故障發(fā)生過程進行了詳細的闡述，并詳述了地鐵車輛段牽引站直流開關的故障原因分析和準備工作，簡述了地鐵高壓直流開關選線試驗功能，倉庫內(nèi)接觸網(wǎng)安裝在室外，易受外界環(huán)境影響，會產(chǎn)生較大殘留電壓。然后對故障原因進行了分析，最后，對故障處理進行了總結(jié)，并通過推進系統(tǒng)功率保護裝置的設置，充分考慮其情況在直流電測中，接觸網(wǎng)的剩余電壓整定值可以從300 V變?yōu)?50 V。

關鍵詞：地鐵;變電所;高壓;故障處理

地鐵線2號線牽引供電系統(tǒng)用牽引材料把交流35 kV降到DC1500V，然后再通過接觸網(wǎng)和電動機的受電裝置把電能輸送到電動機。該線路以地鐵2號線為時線，車輛段采用柔性行車，車輛段柔性行車系統(tǒng)安裝在室外，分2D1，2d2，2D3，2d4四個供電分區(qū)，例如，相對應車輛必須有相應的引導線的直流饋線：（211）、（212）（213）、（214）路等等。彈性系統(tǒng)設在室外倉庫內(nèi)，容易受到外部環(huán)境的影響，直接導致倉庫內(nèi)部接觸網(wǎng)斷開連接，并會產(chǎn)生殘余電壓，對牽引線直流饋線的正常開關工作十分影響，嚴重甚至會導致地鐵車輛的正常運行，地鐵2號線由于前期線路故障，導致接觸網(wǎng)剩余電壓過高而造成停電。運行后饋電開關不能通過測試，影響了接觸網(wǎng)的正常傳輸。

1 故障發(fā)生過程

2011年12月13日13時28分，地鐵2號線牽引攪拌站直流213開關未關閉。在當天出現(xiàn)故障之前，維修人員已經(jīng)完成了對倉庫中的在線隔離開關2D3和分段隔離器的維修，并恢復了2D3分區(qū)供電的2D3隔離器，并且 PSCADA （電源監(jiān)控系統(tǒng)）消息：“213連接線測試失敗”和“開關關閉”。經(jīng)過兩次測試電源傳輸，開關仍然不能關閉，并發(fā)現(xiàn)一條消息：“213開關線路測試失敗，斷路器完成”（見表1 ）。

維修人員檢查了外殼2D3段和213直流饋電開關，未發(fā)現(xiàn)有任何異常;同時在測試位置操作的213直流開關仍能正常閉合;2D3隔離墻接觸網(wǎng)隔離性能采用兆歐表遙測，絕緣狀況良好，表現(xiàn)合格。從故障現(xiàn)象初步分析，應該是線路或直流開關出現(xiàn)故障的原因，以滿足線路試驗保護裝置的功能要求。在確認接觸網(wǎng)未發(fā)生故障后，為確保電動車正常通行，盡快恢復運輸網(wǎng)絡供電，搶修人員臨時決定2D3電源通過存儲的 OCS橫截面開關分區(qū)為2D1供電區(qū)供電。操作過程中，相應的開關正常工作，2D3型分離式溜冰機通過交叉區(qū)實現(xiàn)動力傳遞。

2 故障原因的分析

2.1 線路測試功能的原理

線檢的作用是在開關關閉之前，檢查電源開關保護裝置的饋線收集情況，并將測量結(jié)果與設定值進行比較，以確保：地鐵2號線1500 V直流開關采用了 saxuelong制造的 SEPCOS保護裝置，其導通測試功能的原理是在電源開關關閉之前工作。保護器監(jiān)測直流電壓 ur和供電電壓 UF，并對饋線側(cè)電阻進行測量（見圖1）。把測量結(jié)果（見表2）和設定值相比較，就能確定懸鏈線是否正常。

從以上原理可以看出，線路試驗主要有兩個參數(shù)：一個是線路試驗的殘余電壓，另一個是線路電阻。因此，可以從這兩個方面來檢查設備的運行狀況。

2.2 線路電阻的檢查

事故發(fā)生后，搶修人員對接觸網(wǎng)設備進行了全面檢查，未發(fā)現(xiàn)有短路接地、隔離放電等異常現(xiàn)象。為了隔離宿醉，通常需要使用2500 VM937地板上的隔離外殼來隔絕電阻器。

2.3 線路殘壓的檢查

2.3.1 實測的線路殘壓

在故障排除過程中，直流開關斷開，2D3電源分開

當市電電壓不帶電時，通過觀察直流保護裝置測得的市電電壓，接觸網(wǎng)剩余電壓較高，最大殘余電壓約為341v，維修人員多次觀察。見表（3）

3 故障處理

其前提是倉內(nèi)接觸網(wǎng)正常運行，2D3分區(qū)接觸網(wǎng)剩余電壓對倉內(nèi)接觸網(wǎng)設備、推進系統(tǒng)和推進設備無危害，最大殘壓300-378 V考慮到室外倉內(nèi)接觸網(wǎng)通常是設置在室外的倉內(nèi)，其環(huán)境相對復雜，因此，為了安全保險起見，將倉內(nèi)的接觸網(wǎng)直流開關保護裝置路線中的最大的殘壓由原始的300-378 V改為450 V，以盡量避免倉內(nèi)接觸網(wǎng)在倉內(nèi)的實際最大殘壓。根據(jù)能源供應系統(tǒng)的總體設計和設備制造商的技術要求，對倉庫中直流饋線開關的試驗值進行了修改。經(jīng)過改造對車輛段牽引變電站的直流開關和接觸網(wǎng)進行了90余天的運行控制和監(jiān)控，并確定設備運行狀況良好，達到了正常運行的要求，沒有發(fā)生過類似的故障。

結(jié)論

在分析2D3供電接觸網(wǎng)殘壓及其它地區(qū)地鐵運行狀況的基礎上，南京地鐵與天津地鐵以及廣州地鐵等等，車輛段的接觸網(wǎng)也存在著較高的殘壓，進而導致不能送電上電。暫時性的線路殘壓是由于外部影響絕緣隔離段和指示器的隔離度衰減而引起的，而接觸網(wǎng)的鄰近分閘是由于外部影響而引起的。這一地區(qū)沒有停電，有靜電感應等綠端。剩余壓力的具體原因有待于在今后的運行過程中進一步調(diào)查分析。

從直流開關的處理可以看出：供配電網(wǎng)絡安裝在室外倉庫內(nèi)，環(huán)境較為復雜，容易受到外部環(huán)境的影響，產(chǎn)生較高的殘留電壓;在設置供電系統(tǒng)電源保護裝置時，應充分考慮到這一點，以保證供電系統(tǒng)自身的安全。對正常牽引性能沒有影響。

參考文獻

[1]劉亞華.地鐵牽引變電所高壓直流開關無法合閘故障的處理分析[J].數(shù)碼設計（上），2018，（3）：73.

[2]蔡永勇.地鐵牽引變電所高壓直流開關無法合閘的故障解決措施分析[J].低碳地產(chǎn)，2016，2（20）：247.

南京地鐵運營有限責任公司供電分公司