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        地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置設(shè)置及可靠性分析

        2021-09-10 23:44:52康啟社
        交通科技與管理 2021年1期
        關(guān)鍵詞:故障設(shè)備

        康啟社

        摘 要:地鐵這一交通方式的在城市交通中的比重逐漸增加,受到了越來越多上班族的青睞。地鐵的有序運(yùn)行能夠緩解城市的交通壓力,其運(yùn)行離不開相關(guān)技術(shù)的保障。地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置是地鐵電力系統(tǒng)的運(yùn)行的重要保證,與地鐵運(yùn)行安全問題息息相關(guān)。當(dāng)?shù)罔F牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),地鐵牽引變電所的直流保護(hù)裝置就會立即斷電,從而降低影響范圍,減輕檢修工作的壓力。因此地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置不僅是保護(hù)地鐵運(yùn)行的安全保障,也是乘客安全的首要防護(hù)措施。

        關(guān)鍵詞:地鐵牽引變電所;保護(hù)裝置;直流保護(hù)裝置

        0 引言

        我國現(xiàn)已將地鐵建設(shè)列為城市公共交通的重要發(fā)展方向,設(shè)備資產(chǎn)化是發(fā)展的首要原則。現(xiàn)階段所使用的地鐵直流保護(hù)裝置多為進(jìn)口,其中以德國、瑞士以及德國為主。通過對國外設(shè)備進(jìn)行研究,可以得知,直流保護(hù)設(shè)備的工作原理復(fù)雜程度不高,其所具備的功能理論也能夠?qū)崿F(xiàn)。期望中國制造的地鐵直流保護(hù)設(shè)備能夠占據(jù)國際市場。

        1 地鐵牽引變電所功能簡介

        地鐵牽引變電所主要用于降低主變產(chǎn)生的高壓交流電流經(jīng)過機(jī)組時(shí)的電壓值,再經(jīng)過直流開關(guān)柜將電能輸入給接觸網(wǎng),現(xiàn)階段地鐵牽引變電所主要包括以下兩個(gè)部分,其一是牽引整流機(jī)組,其二是直流饋線保護(hù)裝置。地鐵牽引變電所采用兩路交流高壓環(huán)網(wǎng)進(jìn)行地鐵供電,這樣做的好處是當(dāng)一路供電設(shè)備發(fā)生故障時(shí),另一路供電線路在保護(hù)裝置的保護(hù)和控制下進(jìn)行使用,進(jìn)而保障直流裝置的供電不受影響,是地鐵有序運(yùn)行的根本保障。因此現(xiàn)階段大多數(shù)地鐵牽引變電所均采用雙邊供電的形式給接觸網(wǎng)供電,進(jìn)一步提高接觸網(wǎng)供電的穩(wěn)定性,為地鐵的正常運(yùn)行提供技術(shù)保障[1]。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),為了使保護(hù)裝置能夠在最短的時(shí)間內(nèi)將電源切斷,以保護(hù)供電系統(tǒng),就需設(shè)置直流保護(hù)裝置,最大程度上縮小對其他系統(tǒng)設(shè)備的影響,保證地鐵的有序運(yùn)行不受嚴(yán)重影響。直流保護(hù)裝置能夠在接觸網(wǎng)以及牽引變電所發(fā)生故障時(shí),立即切斷故障電源,在直流電發(fā)生短路時(shí)實(shí)現(xiàn)一定的遮掩效果,并盡快恢復(fù)設(shè)備的供電,減輕在設(shè)備故障下,對地鐵正常運(yùn)行造成的各方面影響,進(jìn)一步保障地鐵的安全運(yùn)行。地鐵牽引變電所通過上述方式對供電故障進(jìn)行處理,不僅能夠有效保護(hù)地鐵系統(tǒng)內(nèi)部的電氣設(shè)備,還能夠在不影響地鐵運(yùn)行的情況下,實(shí)時(shí)的對電路系統(tǒng)進(jìn)行檢修,使地鐵為群眾的出行提供更多便利,與此同時(shí)避免因供電設(shè)備故障對地鐵正常運(yùn)行的影響,給群眾的出行和生活造成影響。除此之外,地鐵牽引變電所安裝直流保護(hù)裝置不僅能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行保護(hù),還能在一定程度上保護(hù)地鐵設(shè)備,以防造成設(shè)備出現(xiàn)遲鈍、失靈的嚴(yán)重影響運(yùn)行的問題,甚至影響地鐵的使用壽命。上述因素不僅影響地鐵的正常運(yùn)行,還會使其內(nèi)部的設(shè)備造成一定的損壞,使乘客的生命安全受到嚴(yán)重危害。因此地鐵牽引變電所保證地鐵正常運(yùn)行意義重大[2]。

        2 提高地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置設(shè)置可靠性的措施

        2.1 做好牽引變電所直流保護(hù)方式

        2.1.1 采用大電流脫扣保護(hù)方式

        大電流脫扣保護(hù)是牽引變電所的重要保護(hù)措施,也是現(xiàn)階段應(yīng)用程度最為廣泛的一種措施。脫扣保護(hù)的原理是當(dāng)電流達(dá)到能夠使電路短路的閥值后,脫扣器就會立即發(fā)生短路故障的部門進(jìn)行切除,然后使斷路器處于跳閘的狀態(tài),這樣即便部分電路出現(xiàn)問題,還能夠?qū)φw設(shè)備起到保護(hù)作用,是牽引變電所直流保護(hù)的重要環(huán)節(jié)[3]。

        2.1.2 定時(shí)限流保護(hù)

        定時(shí)限流保護(hù)也是牽引變電所直流保護(hù)的關(guān)鍵所在,能夠在不影響地鐵正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對電路以及設(shè)備的保護(hù),在牽引變電所中具有極高的地位,做好該部分工作能夠在很大程度上保護(hù)遠(yuǎn)端電路發(fā)生斷路情況的線路,其工作原理和流程與大電流脫扣保護(hù)異曲同工,當(dāng)線路中的電流達(dá)到一定數(shù)值后,就會自動(dòng)啟動(dòng)自動(dòng)跳閘狀態(tài),若發(fā)生此類情況。地鐵就會立即停止運(yùn)行,避免造成更大程度的損害。主要特點(diǎn)是其動(dòng)作延時(shí)較長,不會影響地鐵的正常運(yùn)行。針對電流故障,定時(shí)限流保護(hù)會進(jìn)行延時(shí)保護(hù),將設(shè)備故障造成的影響降低到最低,還能夠保證乘客安全,是一種一舉多得的直流保護(hù)模式[4]。

        2.1.3 采用低電壓保護(hù)方式

        低電壓保護(hù)是另一種普遍的牽引變電所直流保護(hù)措施,該保護(hù)方式并非在地鐵運(yùn)行時(shí)進(jìn)行保護(hù),而是作用于列車的啟動(dòng)環(huán)節(jié),低電壓保護(hù)方式需配合其他保護(hù)方式共同使用。它的延時(shí)以及整定值需與列車正常運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行情況相互配合。

        2.1.4 電流過流保護(hù)

        該保護(hù)能夠精確反映出機(jī)車故障、絕緣故障、雷擊故障以及接觸網(wǎng)接地等類型的故障,保護(hù)范圍包含從接觸網(wǎng)到饋線斷路器的出線側(cè),以及該條供電接觸網(wǎng)的全部電路,通常情況下保護(hù)延時(shí)為0.4秒。

        2.1.5 雙邊聯(lián)跳保護(hù)

        該保護(hù)模式能夠切除故障電流較小的遠(yuǎn)端短路電流,跳閘命令是由感知到近端短路故障電流附屬的相鄰站發(fā)出的,只要某一段接觸網(wǎng)中,供電所內(nèi)部的兩個(gè)牽引站有一個(gè)檢測到短路電流正確跳閘,另一個(gè)也會隨之跳閘,因而安全性較高。

        2.1.6 電流速斷保護(hù)

        該保護(hù)是饋線的主要保護(hù)措施,其保護(hù)延時(shí)一般為0.1秒,保護(hù)范圍與過流保護(hù)相同,能夠反映的故障范圍較小。通過電路的充分保護(hù),能夠有效避免短路事故的發(fā)生,為地鐵安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。

        2.2 自動(dòng)重合閘功能

        在地鐵牽引變電所的直流保護(hù)裝置中,有一個(gè)非常重要的部件叫做直流饋線開關(guān)配合微機(jī)測控保護(hù)裝置,此部件功能十分強(qiáng)大,能夠通過對線路以及回路的測試,對故障情況進(jìn)行判定,并進(jìn)行自動(dòng)重合閘。其工作流程如下,工作人員在對斷路器進(jìn)行合閘操作時(shí),可以重復(fù)多次對所有線路進(jìn)行測試,若斷路器仍處于合閘狀態(tài),則說明地鐵內(nèi)部所有線路均處于正常狀態(tài),反之則表明線路可能存在連續(xù)性的問題。若牽引變電所中的接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障,斷路器就會出現(xiàn)分閘的現(xiàn)象,這時(shí)需進(jìn)行開啟線路進(jìn)行測試,以定位故障的性質(zhì)[5]。在線路檢修的過程中,如果斷路器重新好合閘,就說明這一問題是暫時(shí)性故障,能夠得到有效解決。如果斷路器始終沒有自動(dòng)重合閘,就表明出現(xiàn)了永久性問題,需聯(lián)系相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行檢修。

        3 結(jié)論

        綜上所述,現(xiàn)階段城市交通壓力日益突出。地鐵的出現(xiàn)能夠在一定程度上緩解地面交通壓力,除此之外地鐵的運(yùn)行充分符合環(huán)保理念,順應(yīng)社會低碳發(fā)展理念的需求。未來一段時(shí)間內(nèi),地鐵的普及程度必然會提高,因此保證其運(yùn)行安全的重要性不言而喻。地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置是一種維持地鐵正常運(yùn)行的重要裝置,其能夠在不影響地鐵正常運(yùn)行的前提下,提高地鐵的安全性。一旦發(fā)生運(yùn)行電氣故障,直流保護(hù)裝置就會立即啟動(dòng)內(nèi)部的保護(hù)裝置,降低對其他設(shè)備的影響,同時(shí)保障乘客的人身安全。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張俊豪.地鐵牽引變電所直流保護(hù)裝置設(shè)置及可靠性分析[J].輕松學(xué)電腦,2019(26):1-2.

        [2]劉建華.地鐵牽引變電所直流框架電壓保護(hù)頻繁報(bào)警分析與對策[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2019(6):101-104.

        [3]王貴寧,李文勇.一起地鐵直流系統(tǒng)保護(hù)跳閘事故分析與處理[J].中國科技縱橫,2019(16):148-149.

        [4]王瑩.探析地鐵牽引變電所變電設(shè)備可靠性[J].建材與裝飾,2020(2):269-270.

        [5]劉煒,張揚(yáng)鑫,張戩,等.考慮牽引所多運(yùn)行狀態(tài)的城軌交直流供電計(jì)算[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),2020,55(6):35-42.

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