地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处理

黯 明嘲 沾钦奔引壹电所高压盎汔开关毛法舍(章)故障的处理 薛小强 赵 垒 王晓博 (10016，西安第一作者，高级工程师) 摘要介绍了一起地铁车辆段牵引变电所直流开关无法 合闸故障的原因分析及处理过程，同时也对地铁高压直流开 关所采用的线路测试功能进行了简单介绍。车辆段内接触 网安装在户外，易受外界环境影响而产生较大的残压这一情 况，在对牵引供电系统电力保护装置功能的设置中应予以充 分考虑。直流开关保护装置线路测试中的接触网残压设定 值可由300 。 关键词 牵引供电；直流开关；线路测试；残留电压；馈线 开关 中图分类号U 2241 C he in in is in of on a on to of in C i o，710016，Xi 安地铁2号线牵引供电系统是由牵引变电所 将交流35 00 过接 触网送与电客车自带的受电弓将电能输送给电客车 使用。目前西安地铁2号线正线采用刚性接触网， 车辆段采用柔性接触网。车辆段柔性接触网设置在 户外，划分为2对应车辆段牵引变电所211、212、213、214直流馈线 断路器。由于车辆段柔性接触网设置在户外易受外 界环境的影响，造成在车辆段接触网分区停电后产 生残压的现象，从而影响牵引直流馈线开关的正常 合闸，严重时会威胁到地铁车辆的正常运行。在西 安地铁2号线开通初期，就发生过因接触网残压过 高导致停电作业完成后由于馈线断路器线路测试不 通过，致使延误接触网正常送电的故障。 1故障发生过程 2011年12月13日13：28，西安地铁2号线渭河 车辆段牵混所发生直流开关213无法合闸。当日故 障发生前检修人员完成车辆段内2隔离开关及分段绝缘器检修工作，并要求电调恢复 2进行213开关合闸时发生开关无 法合闸，力监控系统)报文为“213开关线 路测试不通过”、“断路器闭锁”。在进行2次试送电 后开关仍然无法合闸，并发现报文：“213开关线路测 试不通过”、“断路器闭锁”(见表1)。 表1故障报文截图信息 检修人员对接触网213直流馈线开 关进行了检查，但未发现异常情况；同时对213直流 开关在试验位进行操作，开关仍可正常合闸；用兆欧 表遥测2缘性能合格。 经对故障现象进行初步分析，故障原因应是由 于接触网线路或直流断路器不能满足保护装置线路 测试功能的要求。在确定接触网无故障后，为保证 车辆段电客车的正常通行、尽快恢复接触网的供电， 抢修人员临时决定通过车辆段内接触网越区隔离开 关实现2 133 t ：tf!fi!i!i!i 蕃 氡 执行此操作期间相应开关工作正常，通过越区实现 了22故障原因的分析 21线路测试功能的原理 线路测试功能，是断路器在开关合闸前保护装 置对馈线接触网进行一次测试，并将所测数据与设 定值进行对比，以确保开关不会合在故障线路上。 西安地铁2号线直流1 500 龙生产的线路测试功能的 原理是在断路器合闸前进行，保护装置监测直流开关 母线电压 、馈线接触网电压 ，并根据情况对馈 出侧电阻进行测量(见图1)，通过对所测数据(见表 2)与设定值进行对比，以判断接触网线路是否正常。 图1线路测试原理图 表2线路测试的参数 参数名称 设定值 线路测试接触器动作时间 线路测试次数t t次 线路测试延时时间s 线路最小工作电压V 线路残压u 。 线路最小电阻 3 1() 900 300 2 500 线路测试的各种情况如下： A：U 己，流开关直接 合闸； B：【， 【，流开关直接 合闸； C：U U ，且【，f【， i ，直流开关合线路 测试接触器，若测量到的线路电阻RR ，则断路 器合闸，否则闭锁； 除上述A、B、闸。 1 34 由以上原理可以看出，线路测试主要有两个参 数：一是线路测试残压；二是线路电阻。因此可从这 两方面人手对设备运行状态进行检查。 22线路电阻的检查 故障发生后，抢修人员对接触网设备进行了全 面的检查，无接触网短路接地、绝缘子放电等异常情 况，随后采用2 500 为50 触网绝缘正常。在实际操作中，通 过对2触网正常， 也表明线路绝缘符合要求，故排除了线路电阻过低 或接触网存在短路接地的情况。 23线路残压的检查 231实测的线路残压 在故障检修时直流断路器分闸，2触网未送电情况下，经对直流开关保护装置所测 的接触网电压进行观察，接触网残压较高，最高残压 约为341 V。经抢修人员多次观察并记录当时接触 网残压值见表3。 表3车辆段213开关保护装置所测残压值 232合闸失败事件记录的残压 对直流断路器保护装置及线路测试的设置进行了查看，设定值与设计整 定值相同(见表2所列参数)；直流开关在多次试合 闸失败时保护装置线路测试所测馈线接触网的测量 数据显示，当时所测得接触网残压分别为：324 V、 340 V、318 V、336 V、334 V。 根据保护装置线路测试的工作原理：当开关合 闸前装置所测馈线接触网电压大于保护装置所设接 触网残压值【， i 、小于线路最小工作电压 n。 时，线路测试不通过，开关不能合闸且自动闭锁。而 当U 时，开关保护启动线路测试、合 线路测试接触器，若测量到的线路电阻尺尺 断路器合闸，否则不能合闸并闭锁。 24故障原因 鉴于以上调查分析，车辆段213直流开关不能 正常合闸的原因主要是：接触网存在一定的残压，当 直流断路器合闸前，2 V，大于保护装置中所设接触网残压的设定值，且小 于保护设定的最小工作电压，保护装置误认为接触 嘲 懑 蒸 辫 嘲 藕强l 鞠 l 黼戮 网可能存在短路或其它故障情况，因此自动禁止合 闸并闭锁断路器。 3故障处理 在确认车辆段内接触网无异常，2的残压不会对车辆段内接触网设备、牵引供电系 统及行车设备构成威胁的情况下，根据残压最高值 多出现在300378 合车辆段接触网设 置在室外、周边环境较为复杂这一特点，决定将车辆 段内直流开关保护装置线路测试中的接触网残压设 定值由300 躲过目前车辆段内 接触网的实际残压最高值。在与供电系统总设计及 设备生产厂家技术人员共同确认方案后，对车辆段 直流馈线开关的线路测试值进行了修改。修改后， 经过3个多月的运行检验和对车辆段牵引变电所直 流开关及场内接触网观察，设备状态良好，能够满足 正常运行的要求，并且至今未再发生类似故障。 4结语 针对2铁的运行情况进行了调研和了解，南京地铁、天津 (上接第87页) 定义了一种标准的聚合控制方式。聚合的双方设备 通过协议交互聚合信息，根据双方的参数和状态，自 动将匹配的链路聚合在一起收发数据。聚合形成 后，交换设备维护聚合链路状态，当双方配置变化 时，自动调整或解散聚合链路。聚合信息包括本设备的配置参数和聚合状态等， 报文发送方式分为事件触发和周期发送。当聚合状 态或配置变化事件发生时，本系统通过发送协议报 文通知对端自身的变化。聚合链路稳定工作时，系 统定时交换当前状态以维护链路。 4结语 随着计算机技术和网络技术的不断发展，以及 视频监控技术的大范围推广，地铁综合监控系统单 环双节点骨干传输网络与链路聚合技术方案以其独 特的优势，能够让中传输，提高综合监控系统对度，使得综合监控系统的自动化监控管理功能更 趋于完善，同时又能更好地保障系统骨干传输网络 的可靠性及实时性，相信这会是将来铁、广州地铁等车辆段接触网也发生过残压过高 导致送电合闸不允许的情况，初步判断线路残压可 能是由于分段绝缘器、接触网绝缘子受外界影响绝 缘下降，相邻分区未停电存在静电感应等原因造成。 对残压产生的具体原因仍需在今后的运行过程中进 一步进行研究分析。 通过此次直流开关无法合闸故障的处理认识 到：车辆段内接触网安装在户外，周边环境比较复 杂，接触网易受外界环境影响而产生较大的残压；这 一点在对牵引供电系统电力保护装置功能的设置中 应充分予以考虑，以保证供电系统本身得到充分保 护的情况下，确保不会对正常的牵引供电造成影响。 参考文献 1上海市电力公司变电运行操作技能必读M北京：中国计划 出版社，1989 2曹建忠倒闸操作安全技术M北京：中国电力出版社，2007 3张艳霞电力系统保护与控制M北京：清华大学出版 社，2005 瞳炽，张明锐城市轨道交通牵引供电系统M北京：中国 铁道出版社，2003 (收稿日期：20120531) 输网络技术的一个发展方向。 参考文献 1吴超地铁综合监控系统可靠性评估方法研究D成都：西 南交通大学，2006 2李兆辉轨道交通综合监控系统架构设计与实现D长春： 林大学，2()10 3王富章，张莉艳，李平，等城市轨道交通智能综合监控系统 体系结构J中国铁道科学，2006(1)：126 4彭辉，徐志修，周文华城市轨道交通智能综合监控系统设计 J铁道工程学报，2006(I)：15 5李中地铁综合监控系统应用技术研究J城市轨道交通研 究，2008(1()：44 6林科文基于多链路聚合的无线实