(中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司,湖北 武漢 430073)
交通壓力的持續(xù)性增長,使得地鐵運(yùn)營時間間隔開始不斷縮小,供電系統(tǒng)所需承擔(dān)的工作負(fù)擔(dān)也變得越來越大,故障出現(xiàn)頻率顯著上升趨勢。為對供電系統(tǒng)展開有效保護(hù),有關(guān)部門加大了對差動保護(hù)跳閘技術(shù)的研究與引進(jìn)力度,期望通過技術(shù)優(yōu)勢,妥善解決供電系統(tǒng)運(yùn)行所存在的各項問題,做好系統(tǒng)運(yùn)行保護(hù)。為對技術(shù)應(yīng)用具體情況展開分析,以某地鐵一號線某站為例,對差動保護(hù)跳閘技術(shù)應(yīng)用展開分析。
某地地鐵1號線某站整體建筑面積32 604 m2,采用35 kV主接線,位于城市中心地區(qū)兩大商業(yè)旺地交界處,屬于新興居住區(qū)密集區(qū)域,周邊建有諸多樓盤。由于本站人流量較大,地鐵運(yùn)行間隔相對較短,所以整體供電系統(tǒng)運(yùn)行壓力相對較大,系統(tǒng)很容易會出現(xiàn)各種故障,維修成本相對較高。為有效改善這一問題,地鐵開始在供電系統(tǒng)中安裝差動保護(hù)裝置,期望借助差動保護(hù)跳閘技術(shù),對供電系統(tǒng)形成有效保護(hù)。
通過分析發(fā)現(xiàn),地鐵供電設(shè)備差動保護(hù)動作跳閘原因主要體現(xiàn)在幾個方面:①供電設(shè)備上設(shè)備引線接頭出現(xiàn)松動問題。②設(shè)備斷路器、絕緣子靠近供電設(shè)備側(cè)套管部分絕緣出現(xiàn)問題,或存在閃絡(luò)狀況。③和設(shè)備連接電壓互感器存在問題。④和設(shè)備連接隔離開關(guān)絕緣子存在損壞狀況,或出現(xiàn)了閃絡(luò)問題。⑤設(shè)備上避雷器或支持絕緣子存在故障。⑥出線電流互感器絕緣子存在斷路等故障。⑦二次回路存在問題。⑧因為誤合、帶負(fù)荷拉、誤拉等造成設(shè)備故障。⑨誤動設(shè)備差動保護(hù)裝置。
為妥善解決跳閘問題,保證差動保護(hù)跳閘技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量,地鐵站結(jié)合運(yùn)行以人流量等綜合情況,展開了運(yùn)行方案設(shè)計。由于地鐵采用35 kV主接線,所以選用了單母線分段運(yùn)行設(shè)計。通過對2臺變壓器的運(yùn)用,實(shí)施兩進(jìn)線單獨(dú)供電,可實(shí)現(xiàn)臺回路分列運(yùn)行,保證正常供電質(zhì)量。如果一進(jìn)線在故障影響下出現(xiàn)停電情況,在保護(hù)裝置作用下,進(jìn)線開關(guān)會自動發(fā)生跳開動作,并會通過自動啟動母聯(lián)開關(guān)的方式,運(yùn)用一路緊線為全站一二級負(fù)荷提供承載。主接線輸電運(yùn)用交聯(lián)聚乙烯電纜材料,會在上下行隧道間隔墻電纜支架上展開電纜施工,并會在供電所中展開中性點(diǎn)接地設(shè)置。電變壓器將成為接地變壓器進(jìn)行使用,中性點(diǎn)位置所引出接地電阻為100 Ω。會將SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)柜作為交流開關(guān)柜,并通過對三工位隔離接地開關(guān)以及真空斷路器的運(yùn)用,展開接線施工,通過設(shè)置防雷保護(hù)器的方式,加強(qiáng)整體保護(hù)力度。
按照方案設(shè)計內(nèi)容,本次差動保護(hù)決定采用光纖縱差保護(hù)模式。在具體實(shí)施保護(hù)時,會在新路末端展開檢測器安裝,對相位以及電流波形相關(guān)數(shù)據(jù)展開收集,并通過對光纖通道的運(yùn)用,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖Wo(hù)裝置中。按照對側(cè)以及本側(cè)電氣量數(shù)據(jù)分析結(jié)果,保護(hù)裝置可以準(zhǔn)確對故障發(fā)生位置展開識別。技術(shù)人員需要運(yùn)用差動計算方式,對同一時刻兩端電流數(shù)值展開比較分析,且會按照分析結(jié)果,對兩端電流數(shù)據(jù)展開同步處理。在GPS同步時鐘技術(shù)的支持下,2個異地時鐘會保持同步狀態(tài)。按照基爾霍夫電流定律內(nèi)容,在流出電流數(shù)值與被保護(hù)線路電流保持一致時,對線路故障實(shí)施檢測,檢測到不同的電流數(shù)值,而數(shù)值差便是故障電流,直接引起兩側(cè)保護(hù)裝置出現(xiàn)不平衡較大電流,導(dǎo)致裝置出現(xiàn)錯誤動作。所以需要做好分相差動啟動電流定值設(shè)置,應(yīng)對不平衡電流實(shí)施規(guī)避,本次建議將進(jìn)線差動保護(hù)動作值設(shè)置為50 A。
根據(jù)方案設(shè)計,在線路發(fā)生故障時,保護(hù)裝置會自動啟動差動保護(hù),母聯(lián)設(shè)備也會進(jìn)行自投。就保護(hù)裝置實(shí)踐應(yīng)用來看,在具體進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)時,存在著一段失電且母聯(lián)設(shè)備沒有自投的狀況,會直接引發(fā)保護(hù)動作跳閘問題,導(dǎo)致下行線供電主要由直流接觸網(wǎng)單邊進(jìn)行提供。
在故障出現(xiàn)時,技術(shù)人員需要在差動保護(hù)范圍內(nèi)展開設(shè)備檢查,應(yīng)明確是否存在爆炸或起火等問題,并做好閃絡(luò)、破碎等痕跡判斷。若故障電流數(shù)值較高,保護(hù)相鄰線路會自動發(fā)出信號,技術(shù)人員可借助錄波器對跳閘產(chǎn)生原因展開判斷,這對于后續(xù)故障處理而言,是極為有利的。通過綜合分析發(fā)現(xiàn),本次差動保護(hù)方案執(zhí)行之所以會出現(xiàn)問題,主要和保護(hù)裝置內(nèi)部存在邏輯缺陷有直接關(guān)聯(lián)。
在故障處理過程中,需要先對故障點(diǎn)展開定位修復(fù)處理,并要以此為基礎(chǔ)對裝置內(nèi)部邏輯缺陷展開合理處理。通過對電纜故障定位測試儀的運(yùn)用可以發(fā)現(xiàn),故障點(diǎn)位于下行線軌行區(qū),故障點(diǎn)所在位置出現(xiàn)了擊穿,需對左右電纜實(shí)施截斷處理,再展開電纜替換,完成中間頭制作任務(wù)。實(shí)施電纜頭制作時,應(yīng)對電纜頭展開高壓絕緣測試以及電子絕緣測試,并要按照測試結(jié)果,展開代替交流耐壓測試,確定電纜質(zhì)量。在空載超過24 h之后,便可恢復(fù)正常供電。
實(shí)施內(nèi)部邏輯核對時,需要按照故障點(diǎn)優(yōu)先原則,對故障點(diǎn)展開分段設(shè)備自投啟動修復(fù),確保非故障元件可以恢復(fù)正常供電,防止在故障處理過程中出現(xiàn)線路運(yùn)行方式發(fā)生較大調(diào)整狀況。在對環(huán)線故障展開處理時,要在光線差保護(hù)退出之后,通過對后備電流保護(hù)的運(yùn)用,實(shí)施故障切除處理,并要將延時設(shè)定在0.9 s左右。在對失電母線實(shí)施處理過程中,可設(shè)置純無壓展開邏輯檢定,快速展開自投啟動,為母線供電恢復(fù)提供可靠保障。
按照預(yù)防為主原則,為有效降低設(shè)備故障發(fā)生概率,可從以下幾方面入手做好整改:①增強(qiáng)環(huán)網(wǎng)電纜巡視檢查力度,及時對潛在隱患展開處理,做好薄弱環(huán)節(jié)強(qiáng)化工作,提前做好防護(hù)處理。②對母聯(lián)設(shè)備自投失敗原因展開深入分析,按照問題完成整改方案編制,做好內(nèi)部邏輯核對,保證所有邏輯模塊都能與設(shè)計規(guī)范要求相符。③根據(jù)整改方案展開整改計劃編制,幫助技術(shù)人員科學(xué)完成全線整改施工。④注重應(yīng)急處理人員工作培訓(xùn),增強(qiáng)培訓(xùn)質(zhì)量考核力度,保證人員應(yīng)急處理能力。⑤按照供電設(shè)備具體情況,對邏輯閉鎖關(guān)系展開全方面檢查,保證設(shè)備運(yùn)行安全性、可靠性。
通過本文對差動保護(hù)跳閘技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的闡述,使我們對該項技術(shù)及其應(yīng)用有了更加清晰的認(rèn)知。鑒于供電系統(tǒng)在地鐵運(yùn)行中所起到的重要作用,有關(guān)部門應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對系統(tǒng)以及供電設(shè)備保護(hù)方式的研究力度。應(yīng)在明確供電系統(tǒng)基本情況的基礎(chǔ)上,結(jié)合地鐵運(yùn)行需求量展開差動保護(hù)技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計,保障保護(hù)技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量,確保技術(shù)以及保護(hù)裝置可以在供電系統(tǒng)保護(hù)中發(fā)揮出更大的作用,從而對我國地鐵事業(yè)發(fā)展形成有效帶動。