地铁牵引供电系统短路试验调试工法

1、地铁牵引供电系统短路试验调试工法中铁八局集团电务工程有限公司二O 一二年八月目录1、前言 12、工法特点 13、适用范围 14、工艺原理 15、调试工艺流程及操作要点 25.1调试工艺流程 25.2操作要点 3短接点选择 3522接触网短路线缆连接 4牵引变电所测试仪器安装 5短路试验操作步骤及方法 76、材料与设备 117、质量控制 158、安全措施 159、环保措施 1710、效益分析 错误！未定义书签。11、应用实例错误！未定义书签。地铁牵引供电系统短路试验调试工法中铁八局集团电务工程有限公司1前言地铁牵引供电系统短路试验是检验牵引供电系统电气设备稳定性 、 继电保护整定值准确性和保护装

2、置动作可靠性的一项关键性试验。中铁八局集团电务工程有限公司在成都地铁 1号线一期工程和成都 地铁2号线一期工程短路试验中通过短接点和测试点选择、加装智能控 制箱等技术创新，不断改进、优化试验方法，形成本工法。2工法特点2.1合理选取短接点和测试点，提高数据测量准确性、降低短路试 验次数、减少短路试验时间、节约试验成本。2.2加装智能控制箱，远端操作短路设备，保证操作人员安全；防 止设备不能正常保护动作情况下紧急切断电源，降低设备故障时被损坏 的几率。3适用范围本工法主要适用于地铁牵引供电系统钢性接触网分别对应钢轨和架 空地线短接接地方式的短路试验调试。4工艺原理4.1考虑操作人员及设备安全性，

3、加装智能控制箱分别对35kV GIS 整流变压器馈线断路器、短路点接入回路1500V直流开关柜馈线柜断路 器在远端进行控制，智能控制箱设置在远离直流开关柜室的控制室 。4.2在分流器处外接四线滤波器，对短路试验过程中的波形数据进行采集、分析，计算及判断短路时设备所承受的短路电流峰值大小4.3短路试验接线原理图（见图4.3）图4.3短路试验接线原理图4.4加装智能控制单元，防止设备不能正常保护动作情况下紧急切 断电源，降低了设备故障时被损坏的几率。5调试工艺流程及操作要点5.1调试工艺流程调试工艺流程见图5.1图5.1调试工艺流程图5.2操作要点接触网短接点选择接触网短接点的选择应根据理论产生最

4、大短路电流及最小短路电流的地点进行选取，以图为列进行分析：E站2173mF站4164mG站3589m1|-K_H站f1图区间长度里程图1）最大短路电流：选取测试点牵引所上网隔离开关外侧容易发生 短路故障的地点进行短接，该点短路电流理论为最大，可以检验大电流 脱扣保护是否正确动作。2） 最小短路电流：考虑到牵引所存在越区供电方式，所以选取最 长相邻的两个供电区间的远端容易发生短路故障的地点进行短接，该点 作为理论上的最小短路电流，可以检验过电流速断保护或者 DDL保护是 否正确动作。综上所述：为了更好的体现短路试验的数据准确性，选择H站至F 站区间是最优方案，接触网短接点和测试点的分布情况如下：

5、1）接触网短接点（越区）：H站F站区间（下、上行线）靠近F 站车站侧，测试点选择在H站。2）接触网短接点（远端）：G站F站区间（下、上行线）靠近F 站车站侧，测试点选择在G站。3）接触网短接点（近端）：G站H站区间（下、上行线）靠近G 站车站侧，测试点选择在G站。通过以上短接点和测试点的选择,实现了所有短路试验程序全部集 中在了两个相邻的供电区间，减小了停电范围、人员及设备转移时间， 保证了在一个停电点（4小时）内完成所有短路试验调试作业。522接触网短路线缆连接1）接触网与钢轨短接短接接地线采用150mm2软铜芯电缆连接线2根，每根不短于6m （接触线导高4040mm ）。连接示意图见图所示

6、：图522-1接触网与钢轨短接示意图2）接触网与架空地线短接接地线采用TRJ-120mm2软铜线连接线2根，每根不短于4m 连接示意图见图522-2 :汇流排电连接线夹铜铝过渡线夹TRJ-120mm2 （2 根）并勾线夹架图522-2接触网与架空线短接示意图牵引变电所测试仪器安装见图523-1所示：短路试验分合闸操作加装智能控制箱，智能控 制箱设置在远离直流开关柜室的控制室。控制室. <1500V直流开关柜室交直流控制屏35kV高压开关柜室号5k#高压开关柜35kV GIS整麵 变压器 境线柜能制智控丄5DW直瘫 开关柜短 路回路馈线柜、图短路试验牵引所接线平面布置图由智能控制箱分别引入

7、直流开关柜短路回路馈线断路器分/合闸控制回路，以及35kVGIS整流变压器馈线断路器分闸的控制回路：智能控制箱图见图523-2所示：图523-2智能控制箱图524短路试验操作步骤及方法1短路试验前准备1） 按照地铁运营公司停电作业程序办理好作业票和配合协议。2） 检查确认试验区段及变电所系统的完整性和可靠性。3） 短路试验区间的接触网处于停电状态；电动隔离开关在断开位 置。4） 核对短路试验区段的保护定值及动作时间配合的正确性。5） 检查相关电动隔离开关触头闭合情况，必要时使用仪器测量触 头接触电阻。2短路试验操作步骤及方法下面以接触网和钢轨短接对应越区供电短路方式进行操作分析 ：1）见图所示

8、：短接点选择在H站至F站区间下行线F站附 近的2131隔离开关馈线侧。分H站213、2131、2113开关、分G站 213、2131、211、2111 开关、分 F 站 213、2131 开、2113 开关。图5.2.4-1越区供电短路试验图（连接钢轨）2）在H站至F站区间下行线验电，确保在H站至F站区间下行线 应无电。3）在F站2131隔离开关外侧容易发生短路的位置将接触网与钢轨 短接好，短接线连接应牢固可靠。4）将G站的联络开关2113合上，接触网正线联络开关3015合 上，并确认合闸可靠。5）合H站隔离开关2111，合上断路器211，211断路器采取智能控制箱进行合闸，其原理见图524-

9、2所示:接1500V直流开关柜合 闸回路接1500V直流开关柜和35kV GIS整流变馈线柜分闸回路1ZJ中间继电器2ZJ中间继电器ST:时间继电器SB1 :合闸按钮SB2:紧急分闸按钮按下合闸按钮 SB1，1500V直流开关柜断路器合闸，短路回路接 通，同时时间继电器ST受电，此时正常情况下应该启动保护跳闸若此时因保护装置故障等原因不能保护跳闸，时间继电器在1秒时 将直接启动跳闸回路，将1500V直流开关柜和35kVGIS整流变压器馈线 柜断路器断开。若时间继电器单元也不能正常动作的前提下，人工按下SB2紧急分闸按钮，直接启动跳闸回路，将1500V直流开关柜和35kVGIS整流变压 器馈线柜

10、断路器断开。6）短路试验数据分析和保护动作情况短接点据测试点距离：7753m。后台采集波形见图524-3越区供 电短路试验波形图所示，短路电流峰值为7648A，保护动作数据具体见 表所示:bOM -OOO -COO -ilOO-工Q1OJ2OC 400 GOO OOO 1 ,000 M .Z2DO1.400t |mslCur rent Or sph- 2O.UU .ZDTZOOOms "11 人1 .UUUrim15UUJiJ t rms=l1 tlSdOlOOme 1 1AG口 pjlh iJT NmDCJE石-yUU m s tiuuu uuijuurju 1 400ms ODQ

11、QQQClDOnD IIO dT 23IDDms图524-3越区供电短路试验电流波形图表 越区供电短路试验保护动作表”1.- I 匚、r、一 人短路电流计算值疋尹忆二斤百口 TT：也U 宀1、短路试验电流增量动作头际短路开断电电流增长率Vt=p 比？"、(dl/dt 丿zr-t 丄宀 »r r »t短路初始保护出口kA7.648kA1/A/ms81A/ms3.5/6kA2、短路时保护动作类型及相关数据 T1 I 1、保护动作类型动作电流动作时间二口口 UMZV di/dt3.576KA30ms3其它短路试验连接方式214 212214212212121412124

12、架空地线214121213018接触网21242142122121214121243014上行线图5.2.4-4越区供电远端短路试验图（连接架空地线）图5 2 4-6远端短路试验接线图（连接架空地线）4远端和近端短路试验数据分析和保护动作情况1）接触网短接点（远端）：G站F站区间（下、上行线）靠近F站车站侧，距离3589m ,短路波形见图524-9远端供电短路试验波形图所示，短路电流峰值为7809A，保护动作数据具体见表524-2所示：Gurranl Graph zz 5S：2O.5S3 - zs.06 .zoizBpDQ7；5007.0005.5C05O005&005O004.500

13、三 4 .0003,5003aOOO2.500zBooo1 .5001 BoooSOO1 .4EJI I2004O0>t Imsl60iu 日00 i ,000-1 .QOO -6OQ -430-20054321A 百:-;20080-9OQms -12A1-4OOms -14A2300rri51 .OLIO500500t nns1 _oooI .5CI0Gziph dT-900ms oooooooiooao14OOms OOOOOOOOOOiOIO dT 23LjOms0图524-9远端供电短路试验波形图表524-2远端供电短路试验定值及保护动作表1、短路试验短路电流计算值实际短路开断

14、电电流增长率短路初始(di/dt)保护出口电流增量动作2）接触网短接点（近端）：G站H站区间（下、上行线）靠近G 站车站侧，距离358m，短路波形见图524-10远端供电短路试验波形 图所示，短路电流峰值为11760A，保护动作数据具体见表 524-3所 示：-900 ms-22 AI 4O0m-900 ms ooooot fma2300msID NT口Firimm图近端供电短路试验波形图表524-3近端供电短路试验保护动作表6材料与设备在本功法中，所使用的材料设备见表6.1和表6.2表6.1 材料表序号名称规格单位数量备注1铜短接线150mm 2组21组为2*150mm 2软电缆2辅助线12

15、0mm 2米201组为2*120mm 2电连接线3铜接线端子150mm 2个24并沟线夹150mm 2个25控制电缆kVV22-2 X2.5米200表6.2 设备表序号项目规格单位数量备注1指挥车金杯（11座）辆2人员运输转移2轨道作业车金鹰210辆1安装短接线时使用序号项目规格单位数量备注3四线示波器台1带录波功能且能打印输出，4临时控制箱自制台1在远端对操作设备进行控制4安全防护用品：安 全帽、绝缘靴、绝套2根据防护安全需要，种类要齐全 并所有绝缘安全用目5照明灯200W个3丿 1 1- 、J / / 11k 11-丿 1J /、现场照明6灭火器个3备用灭火器7微机继电保护P521套1备用

16、8直流毫伏发生器YHS101套19800m对讲机TM-271A台6供多方现场联络使用10电工工具套2紧固扳手11高压验电器台2检测直流1500V7质量控制根据电气装置安装工程电气设备交接试验标准(GB50150-2006)及设计要求，对应越区短路、远端短路、近端短路逐步增大短路电流方 式，逐级校验各保护装置保护功能：I电流增量和di/dt电流变化率保护(DDL)口、一177 人Zl-T 丄宀-pkZr短路试验前保护整定rt;.鞍宀/古rt > r. rkZrrr-U t、nr _ _ i电流变化率'保护名側、设计整定值设计整定时间Im斗一-EkA/s40一TkA/s"&

17、quot;8-at-A350030（DDL）Almin A40050该保护为接触网中、远端保护，在牵引变电所近端短路时，该保护 无法动作，即不能作为大电流脱扣的后备。该保护根据牵引变电所中、 远端短路时流过馈线断路器的瞬时短路电流 ，以及躲过机车启动电流、辅助设备投入冲击电流综合考虑而整定2）电流保护（lmax+、lmax+）岱 口"7T吊仲 护r齢宀八必W刁里 廿D I/TT丿.主人二丄r /古Xzl亠电流保护'保护名称'1 »» 、“ +r a 1设计整疋值Q CCC设计整定时间msa注-lmaxA + 80001Imax±A3500

18、30000电流保护用作大电流脱扣保护及 DDL保护的后备保护SEPCOS-NG电流保护分为定时限过流保护（lmax+）和限时电流速断保护（lmax+ ）。限时电流速断保护 （lmax+）作为直流短路近端保护的后备保 护，按牵引变电所近端短路时流过馈线断路器的最小短路电流进行整定时限过流保护（lmax+）的电流门限时间应大于 DDL保护的延 时，并按躲过一台机车最大启动电流门限，两台机车启动到峰值的时间 之和作为延时进行整定。3）大电流脱扣保护肚二n/z、一txtt人ag zrr丄宀 帯& 尸短路试验前保护整定rt;.鞍宀/古> r. rkZrrr-U r、nr iAr保护名称设计整定值设计整定时间ms备注由故障区间近端的直流断路器的大电流脱扣保护清除故障。用近端短路电流进行校验，保证馈线出口短路时大电流脱扣能可靠动作 ，区外故障电流进行校核，保证保护范围外短路时本断路器短路的大电流脱扣 保护