凡濤

摘 要：本文結(jié)合無(wú)錫地鐵既有線(xiàn)DC1500V供電的事故案例及經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)、分析直流開(kāi)關(guān)繼電保護(hù)跳閘故障時(shí)的供電系統(tǒng)調(diào)整，和地鐵供電人一起分享，希望可以和大家一起努力提高地鐵供電管理的效率，減少供電設(shè)備故障對(duì)地鐵運(yùn)行造成的影響。

關(guān)鍵詞：牽引供電 直流開(kāi)關(guān)跳閘 繼電保護(hù) 故障影響 供電系統(tǒng)調(diào)整

因天氣、高架區(qū)段異物侵限、設(shè)備絕緣老化等多種不可控因素的影響，在地鐵日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程常有發(fā)生直流開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘的事故案例，對(duì)于各種類(lèi)型的故障及采集到的信息，地鐵調(diào)度人員應(yīng)不斷總結(jié)求真，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來(lái)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，才能縮短直流供電設(shè)備故障對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的影響。

一、直流牽引系統(tǒng)供電方式

無(wú)錫地鐵1號(hào)線(xiàn)一座牽引所內(nèi)設(shè)兩臺(tái)并列運(yùn)行的整流機(jī)組，而且相鄰牽引所的整流機(jī)組掛接在不同側(cè)的35KV母排上面。（如圖1所示）

二、整流機(jī)組故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作及供電調(diào)整

1.整流機(jī)組設(shè)置的主要保護(hù)有：

電流速斷保護(hù)：可以保證用最短的動(dòng)作時(shí)限，在保護(hù)范圍內(nèi)的供電系統(tǒng)發(fā)生了嚴(yán)重的短路故障時(shí)，快速準(zhǔn)確的把故障點(diǎn)切除，最大限度保證其他供電設(shè)備的正常運(yùn)行。

零序過(guò)流保護(hù)：測(cè)量的是零序電流分量，在不對(duì)稱(chēng)接地短路中，整流機(jī)組進(jìn)線(xiàn)端的交流三項(xiàng)零序電流不為零。特別注意的是此保護(hù)只有在不對(duì)稱(chēng)接地短路故障發(fā)生時(shí)才會(huì)動(dòng)作。

2.整流機(jī)組故障繼電保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)：

開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況：造成整流機(jī)組進(jìn)線(xiàn)端121、123開(kāi)關(guān)跳閘，聯(lián)跳整流機(jī)組饋線(xiàn)端直流進(jìn)線(xiàn)201、202開(kāi)關(guān)。

3.故障影響及供電調(diào)整：

故障影響：整流機(jī)組故障后，其繼電保護(hù)動(dòng)作使整流機(jī)組退出運(yùn)行，正線(xiàn)由雙邊供電改為相鄰牽混所通過(guò)故障所的直流1500V母排構(gòu)成大雙邊供電，除造成列車(chē)網(wǎng)壓波動(dòng)之外，對(duì)正線(xiàn)的列車(chē)運(yùn)營(yíng)基本沒(méi)有影響。

供電調(diào)整：拉開(kāi)故障所整流機(jī)組進(jìn)線(xiàn)端1211、1231刀閘，將整流機(jī)組改為冷備用狀態(tài)，維持當(dāng)前大雙邊供電狀態(tài)至運(yùn)營(yíng)結(jié)束后做進(jìn)一步處理。

三、直流進(jìn)線(xiàn)端故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作及供電調(diào)整

1.直流進(jìn)線(xiàn)端設(shè)置的主要保護(hù)有：

大電流脫扣保護(hù)：通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量流經(jīng)斷路器的直流電流，當(dāng)接地故障發(fā)生一瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大電流，當(dāng)這個(gè)短路電流值超過(guò)大電流脫扣的整定值時(shí)造成斷路器跳閘。

逆流保護(hù)：整流器內(nèi)部短路造成設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)低電位，直流正母排對(duì)該故障點(diǎn)產(chǎn)生電勢(shì)差導(dǎo)致逆向電流的產(chǎn)生。逆流保護(hù)裝置安裝后可以有效的防止因逆流而造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大，避免對(duì)正線(xiàn)行車(chē)造成影響。

2.直流進(jìn)線(xiàn)端故障繼電保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)：

開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況：故障造成了直流進(jìn)線(xiàn)201開(kāi)關(guān)跳閘，從而聯(lián)跳了整流機(jī)組35KV側(cè)交流進(jìn)線(xiàn)121開(kāi)關(guān)。

3.故障影響及供電調(diào)整：

故障影響：一個(gè)直流進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)故障跳閘后，聯(lián)跳其對(duì)應(yīng)的35KV側(cè)交流進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致一臺(tái)整流機(jī)組退出運(yùn)行，由本所另外一臺(tái)整流機(jī)組帶全所牽引負(fù)荷，正線(xiàn)接觸軌維持雙邊供電。

供電調(diào)整：拉開(kāi)交流進(jìn)線(xiàn)端1211刀閘，將跳閘整流機(jī)組改為冷備用狀態(tài)。經(jīng)運(yùn)營(yíng)方試驗(yàn)結(jié)果知曉，一臺(tái)整流機(jī)組的額定功率完全可以負(fù)擔(dān)無(wú)錫地鐵6分鐘間隔時(shí)的列車(chē)牽引功耗，所以可以維持當(dāng)前供電狀態(tài)直運(yùn)營(yíng)結(jié)束后做進(jìn)一步處理。

四、直流饋線(xiàn)端故障時(shí)繼電保護(hù)動(dòng)作及供電調(diào)整

1.直流饋線(xiàn)斷設(shè)置的主要保護(hù)有：

di/dt+ΔI增量保護(hù)：DDL保護(hù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電流變化的走向和趨勢(shì)，它被設(shè)計(jì)通過(guò)分析△I（電流增量），t（電流增加持續(xù)的時(shí)間）和di/dt（電流上升率），來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)遠(yuǎn)距離短路故障的目的，大電流脫扣的整定值大于其故障電流整定值。

雙邊聯(lián)跳保護(hù)：這是直流1500V供電系統(tǒng)所獨(dú)有的一種保護(hù)，因?yàn)闊o(wú)錫地鐵采用的是接觸軌雙邊供電方式，如果接觸軌發(fā)生短路故障或EP-2框架保護(hù)動(dòng)作那么接觸軌兩端的斷路器應(yīng)該都被跳閘。因此采用向保護(hù)動(dòng)作的對(duì)側(cè)斷路器發(fā)出聯(lián)跳信號(hào)的方式來(lái)保證跳閘的快速性和可靠性。

框架泄露保護(hù)：這是為了避免設(shè)備內(nèi)部絕緣性能降低造成事故而設(shè)置，其中包含了電流框架保護(hù)（EP-1/EP-2）和電壓框架保護(hù)。電流框架保護(hù)測(cè)量的是設(shè)備外殼對(duì)接地端（即直流供電系統(tǒng)的接地極）的泄漏電流數(shù)值，電壓框架保護(hù)測(cè)量的是設(shè)備外殼與鋼軌（即直流供電系統(tǒng)負(fù)極）間的電壓數(shù)值。

2.直流饋線(xiàn)端di/dt+ΔI保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)

故障影響：直接導(dǎo)致故障所211開(kāi)關(guān)跳閘，相鄰所213開(kāi)關(guān)被聯(lián)跳，造成上行線(xiàn)的一個(gè)供電分區(qū)失電，會(huì)影響該供電分區(qū)內(nèi)的列車(chē)運(yùn)行。

供電調(diào)整：在失電供電分區(qū)列車(chē)休眠或收靴后進(jìn)行試送電操作，視試送電的結(jié)果調(diào)整相應(yīng)的供電方式。若為瞬時(shí)接地故障，跳閘兩端開(kāi)關(guān)均試送成功，恢復(fù)正常雙邊供電方式；若跳閘導(dǎo)致一個(gè)斷路器故障，則恢復(fù)另一邊的斷路器帶電，調(diào)整失電供電分區(qū)為單邊供電方式；若跳閘兩端開(kāi)關(guān)均試送失敗，將失電供電分區(qū)隔離并掛接地線(xiàn)準(zhǔn)備實(shí)行搶修作業(yè)。

3.直流饋線(xiàn)端EP-2保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)：

受篇幅限制，此處僅舉EP-2保護(hù)動(dòng)作一例說(shuō)明框架保護(hù)動(dòng)作時(shí)的處理辦法。

故障影響：故障所35KV交流進(jìn)線(xiàn)121、123開(kāi)關(guān)跳閘，1500V直流進(jìn)線(xiàn)201、202開(kāi)關(guān)跳閘，1500V直流饋線(xiàn)211、212、213、214開(kāi)關(guān)跳閘，聯(lián)跳前端所213、214開(kāi)關(guān)，聯(lián)跳后端所211、212開(kāi)關(guān)。導(dǎo)致故障所相鄰的四個(gè)供電分區(qū)失電，影響正線(xiàn)列車(chē)的運(yùn)行。

供電調(diào)整：在值守值班員就地將聯(lián)跳信號(hào)切除后，合上相鄰所的被聯(lián)跳1500V直流開(kāi)關(guān)，調(diào)整失電供電分區(qū)為大雙邊供電；拉開(kāi)故障所35KV1211、1231刀閘，將兩臺(tái)整流機(jī)組改為冷備用狀態(tài)，直至運(yùn)營(yíng)結(jié)束后做進(jìn)一步處理。需要注意的是，框架保護(hù)的聯(lián)跳信號(hào)是一種自保持的持續(xù)信號(hào)，在就地切除該聯(lián)跳信號(hào)的發(fā)送極或者接受極之前，被聯(lián)跳的斷路器會(huì)因?yàn)橐恢碧幱阪i閉狀態(tài)而無(wú)法操作。

五、結(jié)語(yǔ)

地鐵DC1500V牽引供電故障下的判斷與分析，是廣大地鐵供電管理人員必須掌握的技術(shù)，這些技術(shù)是通過(guò)保護(hù)裝置跳閘時(shí)提供的故障報(bào)文及現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象反饋等各種信息等不斷的積累、總結(jié)而得到的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)軒椭╇妼?zhuān)業(yè)搶修人員快速的找到故障點(diǎn)，及時(shí)切除故障點(diǎn)，縮短故障影響時(shí)間，保證地鐵低壓供電的持續(xù)、可靠運(yùn)行。