地鐵供電系統(tǒng)大電流短路試驗方案研究

唐 珂（中國中鐵八局集團電務(wù)工程有限公司，四川成都610081）

地鐵供電系統(tǒng)大電流短路試驗方案研究

唐 珂（中國中鐵八局集團電務(wù)工程有限公司，四川成都610081）

本文通過在地鐵兩相鄰供電區(qū)間內(nèi)選擇大電流短路試驗短路點和測試點，并引入智能控制箱后臺監(jiān)控短路設(shè)備，以提高試驗效率，保證試驗可靠性、準確性、安全性。

大電流短路試驗；短路點；測試點；智能控制箱

1 引言

地鐵供電系統(tǒng)大電流短路試驗是檢驗供電系統(tǒng)電氣設(shè)備穩(wěn)定性、繼電保護整定值準確性和保護裝置動作可靠性的一項關(guān)鍵性試驗。大電流短路試驗安全風(fēng)險極高，傳統(tǒng)的試驗方法對短路點選擇隨意性大，不能全面、準確的考驗供電設(shè)備的保護功能；需人工當(dāng)?shù)夭僮鏖_關(guān)分合閘，存在較大的設(shè)備和人身安全風(fēng)險。本文通過短接點和測試點優(yōu)化選擇、加裝智能控制箱的技術(shù)創(chuàng)新措施，對傳統(tǒng)試驗方法進行改進。

2 試驗原理

2.1 試驗原理圖（見圖1）

2.2 接觸網(wǎng)短接點選擇

接觸網(wǎng)短接點的選擇應(yīng)根據(jù)理論產(chǎn)生最大短路電流及最小短路電流的地點進行選取，以圖2為例進行分析。

最大短路電流：選取測試點牽引所上網(wǎng)隔離開關(guān)外側(cè)容易發(fā)生短路故障的地點進行短接，該點短路電流理論為最大，可以檢驗大電流脫扣保護是否正確動作。

最小短路電流：考慮到牽引所存在越區(qū)供電方式，所以選取最長相鄰的兩個供電區(qū)間的遠端容易發(fā)生短路故障的地點進行短接，該點作為理論上的最小短路電流，可以檢驗過電流速斷保護或者DDL保護是否正確動作。

圖1 短路試驗接線原理圖

綜上所述：為了更好的體現(xiàn)短路試驗的數(shù)據(jù)準確性，選擇H至F站區(qū)間是最優(yōu)方案，接觸網(wǎng)短接點和測試點的分布情況如下：

接觸網(wǎng)短接點（越區(qū)）：H站～F站區(qū)間（下、上行線）靠近F站車站側(cè)，測試點選擇在H站。

接觸網(wǎng)短接點（遠端）：G站～F站區(qū)間（下、上行線）靠近F站車站側(cè)，測試點選擇在G站。

接觸網(wǎng)短接點（近端）：G站～H站區(qū)間（下、上行線）靠近G站車站側(cè)，測試點選擇在G站。

通過以上短接點和測試點的選擇，實現(xiàn)了所有短路試驗程序全部集中在了兩個相鄰的供電區(qū)間，減小了停電范圍、人員及設(shè)備轉(zhuǎn)移時間，保證了在一個停電點（4h）內(nèi)完成所有短路試驗調(diào)試作業(yè)。

2.3 智能控制箱

短路試驗分合閘操作加裝智能控制箱，智能控制箱設(shè)置在遠離直流開關(guān)柜室的控制室。由智能控制箱分別引入直流開關(guān)柜短路回路饋線斷路器分/合閘控制回路，以及35kVGIS整流變壓器饋線斷路器分閘的控制回路，見圖3～4所示。

圖3 短路試驗接線平面圖

圖4 智能控制箱圖

3 試驗步驟及方法

下面以越區(qū)供電短路方式進行操作分析：

（1）短接點選擇在H站至F站區(qū)間下行線F站附近的2131隔離開關(guān)饋線側(cè)。分H站213、2131、2113開關(guān)、分G站213、2131、211、2111開關(guān)、分F站213、2131、2113開關(guān)，見圖5所示。

圖5 越區(qū)供電短路試驗圖（連接鋼軌）

（2）將設(shè)計保護整定值錄入保護裝置并固化。

（3）在H站至F站區(qū)間下行線驗電，確保在H站至F站區(qū)間下行線應(yīng)無電。

（4）在F站2131隔離開關(guān)外側(cè)容易發(fā)生短路的位置將接觸網(wǎng)與鋼軌短接好，短接線連接應(yīng)牢固可靠。

（5）將G站的聯(lián)絡(luò)開關(guān)2113合上，接觸網(wǎng)正線聯(lián)絡(luò)開關(guān)3015合上，并確認合閘可靠。

（6）合H站隔離開關(guān)2111，合上斷路器211，211斷路器采取智能控制箱進行合閘，其原理見圖6所示。

按下合閘按鈕SB1，1500V直流開關(guān)柜斷路器合閘，短路回路接通，同時時間繼電器ST受電，此時正常情況下應(yīng)該啟動保護跳閘；若此時因保護裝置故障等原因不能保護跳閘，時間繼電器在1s時將直接啟動跳閘回路，將1500V直流開關(guān)柜和35kVGIS整流變壓器饋線柜斷路器斷開；若時間繼電器單元也不能正常動作，人工按下SB2緊急分閘按鈕，直接啟動跳閘回路，將開關(guān)柜和饋線柜斷路器斷開。

圖6 智能控制箱原理圖

（7）短路試驗數(shù)據(jù)分析和保護動作情況

短接點與距測試點距離7753m，后臺采集波形見圖7越區(qū)供電短路試驗波形圖所示，短路電流峰值為7648A，保護動作數(shù)據(jù)具體見表1所示。

圖7 越區(qū)供電短路試驗電流波形圖

表1 越區(qū)供電短路試驗保護動作表

4 工程實例

成都地鐵1、2、3號線系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試中采用此試驗方案，短路電流在7000A、9000A、12000A左右時，分別對應(yīng)保護可靠動作，經(jīng)設(shè)計及監(jiān)理現(xiàn)場確認，滿足設(shè)計要求。同時，縮短了短路試驗時間8h，在地鐵軌行區(qū)聯(lián)調(diào)時間相當(dāng)緊張的情況下，縮小了近3/4的系統(tǒng)停電范圍，解決了制約地鐵系統(tǒng)大聯(lián)調(diào)停電點時間不足的瓶頸問題，贏得了業(yè)主及監(jiān)理單位的好評。

5 結(jié)束語

地鐵供電系統(tǒng)大電流短路試驗方案以短路點和測試點的選擇為切入點，引入智能控制箱遠端后臺監(jiān)控，大幅提高了試驗的安全性、可靠性、準確性，試驗方法操作簡便，適合在地鐵供電系統(tǒng)調(diào)試中推廣應(yīng)用。

[1]國網(wǎng)北京電力建設(shè)研究院.《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》（GB50150-2006）[S].北京：中國計劃出版社，2006.

U226

A

2095-2066（2016）24-0079-02

2016-7-19

唐 珂（1979-），男，工程師，本科，主要從事電氣自動化工作。