梁國君

(中鐵一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，陜西西安710054)

深圳軌道交通二期龍崗線高架段采用DC1500V牽引供電系統(tǒng)，在變配電所內(nèi)的控制、保護(hù)、監(jiān)測回路裝置以及綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)均已調(diào)通，并處于正常工作狀態(tài)下，需對直流牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行短路試驗(yàn)，即將直流電源的正極(DC1500V接觸軌)對負(fù)極(走行軌)或?qū)Φ囟探樱查g產(chǎn)生大電流，以檢驗(yàn)牽引供電系統(tǒng)對短路故障的切斷情況。

1 短路試驗(yàn)基本原理和試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

短路點(diǎn)的選擇按產(chǎn)生最大短路電流及最小短路電流的地點(diǎn)進(jìn)行選取，在最大容量變壓器最近饋出點(diǎn)進(jìn)行短路，以檢驗(yàn)斷路器電流速斷保護(hù)功能是否正確動作;在小容量變壓器最遠(yuǎn)點(diǎn)進(jìn)行短路，以校驗(yàn)電流上升率保護(hù)ROR中的延時(shí)保護(hù)功能是否正確動作。

通過短路試驗(yàn)，驗(yàn)證直流開關(guān)及保護(hù)裝置整定值的準(zhǔn)確性、直流牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性以及校核測試段牽引直流回路的完整性。

2 短路設(shè)計(jì)方案及說明

短路試驗(yàn)的短接方案采用“先送電、再通過人為短接的方式”進(jìn)行。

現(xiàn)場操作示意如圖1。

圖1 短接方案操作示意

2.1 現(xiàn)場操作示意圖說明

(1)接觸軌短路點(diǎn)選取在電連接中間接頭處。用一根長約20cm的短電纜，電纜一端通過銅鋁過渡線夾緊固安裝在電連接板上，另一端向上彎成鉤狀，以便于短路電纜順利短接。

(2)鋼軌端短路點(diǎn)選取在OV柜與鋼軌連接電纜的連接孔處。短路電纜安裝前，將OV柜與鋼軌間的連接電纜拆除，提前壓接好接線端子并與鋼軌連接，與走行軌連接處應(yīng)打磨除銹，并涂電力復(fù)合脂，以降低接觸電阻，確保可靠連接;短路電纜另一端彎成鉤狀，用絕緣膠布可靠綁扎固定于絕緣桿端頭部位。

(3)接觸軌與鋼軌短接時(shí)，必須保證短路電纜懸空，不得與地相連。短路操作時(shí)，將短路短接線鉤狀端掛接于與電連接相連的鉤狀短電纜上，如圖2所示。

圖2 接觸軌與鋼軌短接操作圖

(4)在短路試驗(yàn)過程中會產(chǎn)生較大電動力，試驗(yàn)前必須將各連接部位進(jìn)行可靠的連接緊固，連接螺栓須用力矩扳手進(jìn)行緊固。

(5)進(jìn)行短路操作時(shí)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，操作人員必須使用合格的安全防護(hù)用具(絕緣墊、絕緣靴、絕緣手套、防護(hù)面罩、防護(hù)板)，在現(xiàn)場管理人員的監(jiān)督指揮下進(jìn)行規(guī)范操作。

(6)短路試驗(yàn)后，必須先將掛接電纜摘下，再拆卸短接線及接觸軌上的短電纜。

2.2 短路試驗(yàn)基本程序

(1)相關(guān)區(qū)間的接觸網(wǎng)應(yīng)停電，相應(yīng)的上網(wǎng)隔離開關(guān)及直流1 500 V進(jìn)線開關(guān)、饋出開關(guān)均應(yīng)處在分閘狀態(tài)。

(2)在新選短路點(diǎn)按上述要求的連接方式進(jìn)行接地線連接。

(3)連接完成后，在試驗(yàn)變電所采用“中壓－電流法”測試閉合回路的熱流電阻，確認(rèn)回路為完整的閉合回路。

(4)檢查整流變壓器的交流35 kV側(cè)開關(guān)柜、直流1 500 V進(jìn)線開關(guān)柜、直流1 500 V饋出開關(guān)柜的繼電保護(hù)整定值是否與設(shè)計(jì)整定書相符。

(5)依次合上相應(yīng)的上網(wǎng)隔離開關(guān)、合上相應(yīng)直流1 500 V進(jìn)線開關(guān)。

(6)合上相應(yīng)直流1 500 V饋出開關(guān)，在選定的短路點(diǎn)進(jìn)行人為短路。

(7)從整流變壓器的交流35 kV側(cè)開關(guān)柜、直流1 500 V進(jìn)線開關(guān)柜、直流1 500 V饋出開關(guān)柜的繼電保護(hù)裝置上讀取短路電流數(shù)值波形及電弧分?jǐn)鄷r(shí)間，將收集數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)整定值進(jìn)行比較。

(8)短路試驗(yàn)結(jié)束，檢查直流開關(guān)柜快速開關(guān)、觸頭滅弧室是否燒傷或有殘留物。

(9)撤除試驗(yàn)區(qū)段接觸網(wǎng)短路點(diǎn)導(dǎo)線，檢查接觸軌、鋼軌、接地母排短路點(diǎn)連接處是否燒傷損壞。

2.3 短路試驗(yàn)的安全技術(shù)措施

(1)牽引變電所操作及接觸軌作業(yè)等嚴(yán)格執(zhí)行停送電工作票作業(yè)制度，嚴(yán)格按照作業(yè)制度流程步驟進(jìn)行停送電操作。

(2)拆除各種臨時(shí)接地線，試驗(yàn)線路類人員全部撤出。(3)設(shè)置安全警示標(biāo)志，準(zhǔn)備滅火消防器材等。

3 短路試驗(yàn)方法及過程

3.1 單邊供電模式下，近端的接觸軌對鋼軌(負(fù)極)的短路試驗(yàn)

3.1.1 檢測范圍

接觸軌對鋼軌(正對負(fù))近端短路產(chǎn)生最大的短路電流，從而檢驗(yàn)直流設(shè)備大電流脫扣保護(hù)是否滿足系統(tǒng)要求。

3.1.2 試驗(yàn)接線

試驗(yàn)接線示意見圖3。

圖3 試驗(yàn)接線示意

3.1.3 試驗(yàn)方法及過程

3.1.3.1 測量牽引網(wǎng)直流電阻

(1)將上行接觸軌與走行軌在短路點(diǎn)短接(如圖3所示)，使兩軌構(gòu)成回路;

(2)將回路電阻測試儀分別接于六約所出口上行接觸軌與走行軌之間;

(3)開始加電壓、電流，讀數(shù)并做記錄。

3.1.3.2 六約牽引所試驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)檢查牽引供電設(shè)備35 kV開關(guān)柜、牽引整流機(jī)組、直流DC 1 500 V開關(guān)柜、負(fù)極柜、隔離開關(guān)柜、控制屏、交直流屏投入使用、運(yùn)行正確，控制電源正常、信號正確。

(2)檢查直流斷路器201、202工作位并合閘;211、213、214處于試驗(yàn)位置的分位、相應(yīng)隔離開關(guān)及越區(qū)開關(guān)處于分位，短路器212處于工作位并分閘，隔離開關(guān)2121處于分位;操作選擇“遠(yuǎn)動”位置。

(3)檢查D4柜(212開關(guān))DCP106，負(fù)極柜DCP116故障錄波功能正常。

(4)確認(rèn)保護(hù)裝置已依據(jù)整定值(預(yù)設(shè)值)設(shè)置完畢。3.1.3.3 六約所出口短路點(diǎn)設(shè)置

在1#短路點(diǎn)進(jìn)行短路點(diǎn)設(shè)置:接觸軌與鋼軌短路連接準(zhǔn)備完成，短路操作防護(hù)設(shè)施準(zhǔn)備完成，短路操作人員及防護(hù)人員穿戴好防護(hù)裝備;非短路操作人員撤離短路點(diǎn)30 m以外，現(xiàn)場做好安全防護(hù)。

3.1.3.4 丹竹頭所試驗(yàn)準(zhǔn)備

檢查斷路器213、214處于試驗(yàn)位，隔離開關(guān)2131、2141、2113、2124隔離開關(guān)處于分位;操作選擇“就地”位置、方式為“電動”。

3.1.3.5 六約所相關(guān)短路斷路器合閘，接觸軌送電

操作人員按照調(diào)度命令操作六約所2121隔離開關(guān)遠(yuǎn)動合閘，212斷路器遠(yuǎn)動合閘。

現(xiàn)場短路操作員按照調(diào)度命令通過絕緣棒將接觸軌與鋼軌短接，造成人為短路。

3.1.3.6 觀察試驗(yàn)結(jié)果

觀察試驗(yàn)結(jié)果:檢查各斷路器裝置動作記錄，以及各柜內(nèi)一、二次設(shè)備狀態(tài)是否正常，檢查短路點(diǎn)接觸軌及鋼軌燒損情況。

3.2 雙邊供電模式下，接觸軌對鋼軌(負(fù)極)的短路試驗(yàn)

3.2.1 檢測范圍

接觸軌對鋼軌(正對負(fù))雙邊供電模式下，短路點(diǎn)設(shè)置在一側(cè)牽引變的出口處，對一個(gè)所為近端短路，而對另一個(gè)所為遠(yuǎn)端短路。同時(shí)屏蔽了兩所間的雙邊聯(lián)跳功能，使得兩所各自啟動相應(yīng)的保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的快速跳閘功能。對近端牽引所檢測大電流脫扣保護(hù)，對遠(yuǎn)端牽引所檢測電流上升率di/dt和△I保護(hù)。從而檢驗(yàn)直流設(shè)備電流保護(hù)是否滿足系統(tǒng)要求。

3.2.2 試驗(yàn)接線

試驗(yàn)接線示意見圖4。

圖4 實(shí)驗(yàn)接線示意

3.2.3 試驗(yàn)方法及過程

3.2.3.1 測量牽引網(wǎng)直流電阻

(1)將上行接觸軌與走行軌在短路點(diǎn)短接(如圖4所示)，使兩軌構(gòu)成回路;

(2)將回路電阻測試儀分別接于六約所出口上行接觸軌與走行軌之間;

(3)開始加電壓、電流，讀數(shù)并做記錄;

(4)將回路電阻測試儀分別接于丹竹頭所出口上行接觸軌與走行軌之間;

(5)開始加電壓、電流，讀數(shù)并做記錄。

3.2.3.2 六約所混合所試驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)檢查牽引供電設(shè)備35 kV開關(guān)柜、牽引整流機(jī)組、直流DC 1 500 V開關(guān)柜、負(fù)極柜、隔離開關(guān)柜、控制屏、交直流屏運(yùn)行正確，控制電源正常、信號正確。

(2)直流斷路器201、202 工作位并合閘;211、213、214 處于試驗(yàn)位置的分位，相應(yīng)隔離開關(guān)及越區(qū)開關(guān)處于分位，短路器212處于工作位并分閘，隔離開關(guān)2121處于分位;操作選擇“遠(yuǎn)動”位置。

(3)檢查D4柜(212開關(guān))DCP106故障錄波功能正常。

(4)確認(rèn)保護(hù)裝置已依據(jù)整定值(預(yù)設(shè)值)設(shè)置完畢。

3.2.3.3 丹竹頭所出口短路點(diǎn)設(shè)置

接觸軌與鋼軌短路點(diǎn)連接準(zhǔn)備完成，短路操作防護(hù)設(shè)施準(zhǔn)備完成，短路操作員及防護(hù)人員穿戴好防護(hù)裝備;非短路操作人員撤離短路點(diǎn)20 m以外，現(xiàn)場做好安全防護(hù)。

3.2.3.4 六約所相關(guān)短路斷路器合閘，接觸軌送電

操作人員在控制屏上按照調(diào)度命令操作2121隔離開關(guān)合閘，212斷路器合閘，接觸軌帶電。

3.2.3.5 丹竹頭所相關(guān)短路斷路器合閘，接觸軌送電

操作人員在控制屏上按照調(diào)度命令操作2141隔離開關(guān)合閘，214斷路器合閘，接觸軌帶電。

現(xiàn)場短路操作員按照調(diào)度命令通過絕緣棒將接觸軌與鋼軌短接，造成人為短路。

3.2.3.6 觀察試驗(yàn)結(jié)果

檢查各斷路器裝置動作記錄，以及各柜內(nèi)一、二次設(shè)備狀態(tài)是否正常。

4 結(jié)論

(1)通過試驗(yàn)操作，根據(jù)數(shù)據(jù)記錄分析以及設(shè)備狀態(tài)檢查，深圳地鐵龍崗線直流牽引供電系統(tǒng)短路計(jì)算和設(shè)備選擇正確，直流開關(guān)及保護(hù)裝置整定值滿足要求。

(2)直流牽引供電系統(tǒng)在發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流將會引起斷路器電流速斷保護(hù)動作，切斷故障點(diǎn)，使地鐵供電系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠。

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