淺談地鐵供電設(shè)備差動保護(hù)跳閘技術(shù)

曠凌云

摘 ?要：隨著地鐵建設(shè)的不斷擴(kuò)大，人們越來越重視地鐵運營的安全性和穩(wěn)定性。供電安全是地鐵運營安全的關(guān)鍵，相關(guān)人員應(yīng)積極研究地鐵供電設(shè)備的安全防護(hù)技術(shù)，在地鐵供電設(shè)備運行過程中，需要使用差動保護(hù)跳閘技術(shù)，該文主要分析了城市地鐵供電設(shè)備在運行過程中需要使用差動保護(hù)跳閘技術(shù)的重要原因以及地鐵供電設(shè)備的日常預(yù)防性維修措施。

關(guān)鍵詞：地鐵;供電設(shè)備;差動保護(hù)跳閘技術(shù)

中圖分類號：U223 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在地鐵供電設(shè)備運行過程中的電纜主保護(hù)為差動保護(hù)跳閘技術(shù)，供電系統(tǒng)可以分為兩端不同的設(shè)計，因此一旦其中一個地區(qū)發(fā)生安全故障，那么差動保護(hù)跳閘裝置會自動啟動，引起母聯(lián)備自投。

1 跳閘情況分析

在地鐵供電分區(qū)中包括開閉所、變電所、牽引混合所等，在正常運行時，都是選擇使用變電所進(jìn)行地鐵設(shè)備供電。當(dāng)其中差動保護(hù)動作出現(xiàn)跳閘問題時，該地區(qū)的地鐵出現(xiàn)失電情況，母聯(lián)沒有啟動自投合閘，這時候直流接觸網(wǎng)單邊供電，并不會對行車造成很大的影響。出現(xiàn)跳閘問題需要進(jìn)行現(xiàn)場搶修，通過使用斷路器來由城市廣場支援供電。

2 故障原因分析

根據(jù)我國地鐵的設(shè)計規(guī)范要求可知，供電系統(tǒng)主要采用了二路供電，因此當(dāng)其中一路差動保護(hù)跳閘之后，母聯(lián)柜備自投會迅速地合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，然后針對另一路電源實施支持供電操作，這樣能夠有效地提升供電設(shè)備和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在安全故障發(fā)生之后，首先需要針對引起線路差動保護(hù)跳閘的主要原因進(jìn)行分析，查找故障所在地并尋找處理方法。然后通過分析母聯(lián)柜備自未按設(shè)計動作，尋找相關(guān)邏輯模塊在運行中出現(xiàn)的問題。在電纜系統(tǒng)的保護(hù)過程中，光纖差動屬于主保護(hù)措施，零序和過流屬于后備保護(hù)措施，整個保護(hù)裝置都是采用了綜合保護(hù)裝置。如果地鐵供電系統(tǒng)差動保護(hù)裝置出現(xiàn)故障錄波，表示差動保護(hù)發(fā)生故障時電流有效值變大，造成安全故障。差動保護(hù)的啟動值以及延時特點，能夠有效滿足差動保護(hù)裝置跳閘出口的運行條件。在安全事故發(fā)生之后，要詢問變電所值班人員，查找出主所的故障原因，在差動跳閘的同一時間，電壓突然出現(xiàn)變化開始下降。通過綜合以上安全事故的發(fā)生信息，可以大體判斷出此次故障是環(huán)網(wǎng)電纜出現(xiàn)安全故障，需要針對電纜出現(xiàn)的安全故障點進(jìn)行定位修復(fù)，并尋找母聯(lián)自投失敗原因，查詢出來之后及時進(jìn)行處理。

3 地鐵供電設(shè)備電纜故障修復(fù)處理措施

3.1 電纜故障點的查找和分析過程

下行線電纜型號為WDZR-YJY-26/35KV-1×120XLPE，電纜的總長度是1.5 km，中間有3個接頭。在開關(guān)柜安裝實驗電纜頭之后，需要在現(xiàn)場使用meggerS1-1052/2的電子絕緣搖表，再加上需要使用5 kV和10 kV的電壓測試電纜芯線對地進(jìn)行絕緣處理。在電纜出現(xiàn)故障之后，需要使用德國SenaKMTT30-E以及SPG32的電纜故障定位測試儀器，使用測試儀器來測試電纜擊穿殘壓。當(dāng)電壓被增加到13 kV時，電纜被擊穿，定預(yù)加4 kV電壓時電纜被擊穿，可以選擇4 kV作為測試殘壓。在使用SenaKMTT30-E以及SPG32故障定位儀器來測定電壓出現(xiàn)故障區(qū)域時，T30-E使用了ARM弧反射模式來進(jìn)行與定位，判斷出故障波形，查看距離故障點最近的區(qū)域。當(dāng)SPG32被觸發(fā)之后，則需要設(shè)置周期為4 s的輸出一次沖擊電壓，然后使用T16/9來精確地沿著電纜的線路尋找放電點，尋找放電點之后針對接地的扁鋼來進(jìn)行放電。

3.2 電纜故障修復(fù)

要首先針對電纜故障進(jìn)行故障定位，確定出故障的發(fā)生地點，然后檢查整條電纜的沿線，查看是否還存在其他故障點或者是薄弱環(huán)節(jié)。在電纜的擊穿點左右分別9 m的地區(qū)進(jìn)行截斷處理，然后替換上一條長度是18 m的電纜，然后重新制作出2個電纜中間頭。在完成電纜故障點電纜頭的重新制作工作之后，針對電纜進(jìn)行絕緣測試，使用meggerS1-1052/2電子絕緣搖表來測試主絕緣，選擇使用5 kV檔測試一分鐘。使用高壓直流發(fā)生器來施加52 kV的電壓1 min，然后進(jìn)行高壓絕緣測試。由于在故障現(xiàn)場不具備使用交流耐壓測試的條件，因此根據(jù)我國已經(jīng)出臺的《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》，需要采用試駕正常系統(tǒng)相對電壓24 h，來代替交流耐壓。

4 母聯(lián)備自投失敗處理措施

在母聯(lián)備自投出現(xiàn)失敗情況之后，首先工作人員需要詳細(xì)的檢查二次接線，在母線停電工況中，使用開關(guān)柜繼保儀來加量觸發(fā)差動保護(hù)動作信號，針對母聯(lián)開關(guān)柜進(jìn)行實時監(jiān)測，檢測出母聯(lián)開關(guān)柜的差動動作信號之后，說明二次回路接線恢復(fù)正常。在母線不帶電的情況下，需要把母聯(lián)柜備自投功能進(jìn)行投入，使用繼保儀來加量，從而觸發(fā)差動保護(hù)動作信號，此時母聯(lián)備的自投合閘行為成功。在斷開斷路器、隔離開關(guān)之后，母聯(lián)柜備的自投功能也投入使用，經(jīng)過聯(lián)系電調(diào)和城市廣場以及母線空載帶電，此時出現(xiàn)的問題跟故障跳閘工況一樣，就需要繼續(xù)使用繼保儀來加量觸發(fā)差動保護(hù)動作信號，此時呈現(xiàn)出來的備自投屬于失敗狀態(tài)。在此情況下再次進(jìn)行試驗，備自投失敗之后可以實時監(jiān)測內(nèi)部邏輯信號，這時候會發(fā)現(xiàn)母聯(lián)柜檢測到差動動作信號，但是備自投合閘指令并沒有進(jìn)行啟動。母聯(lián)開關(guān)柜在備自投失敗之后，指示燈還帶有一定的自保持功能，其中柜面板的備自投失敗指示燈還沒有點亮，這就說明備自投合閘指令還沒有啟動。把母聯(lián)柜差動保護(hù)動作輸入信號之后進(jìn)行下降，使用繼保儀加量觸發(fā)差動保護(hù)動作信號，備自投成功。通過故障分析可知，造成母聯(lián)自投失敗出現(xiàn)安全故障的主要原因，是由于母聯(lián)開關(guān)柜的保護(hù)裝置內(nèi)部存在邏輯缺陷問題。目前電纜無壓信號以及差動保護(hù)動作信號在時間上配合得不夠科學(xué)合理。在日常預(yù)防性試驗開展過程中，首先把其中一段母線進(jìn)行停電處理，母線的無壓信號持續(xù)保持高電平，但是在實際的跳閘過程中，母線的無壓信號從低電平轉(zhuǎn)變成了高電平，并沒有測試出內(nèi)部存在邏輯缺陷。

5 有效整改措施分析

在地鐵供電設(shè)備運行過程中，需要加強(qiáng)對于環(huán)網(wǎng)電纜的巡查工作，在巡查過程中針對發(fā)現(xiàn)的潛在缺陷以及可能出現(xiàn)故障的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)防性處理。在母聯(lián)備自投失敗情況出現(xiàn)之后，要深入地分析失敗的原因，并提出有效的優(yōu)化整改方案，自己核對出內(nèi)部所有的邏輯模塊，確保邏輯模塊方面都符合實際設(shè)計規(guī)范要求。在日常工作開展過程中，需要結(jié)合整改方案的具體要求和內(nèi)容來安排整改計劃的開展措施，并協(xié)助相關(guān)技術(shù)人員快速地完成整個供電線路的整改。在工作開展過程中需要針對故障處理應(yīng)急處理的相關(guān)工作人員加強(qiáng)培訓(xùn)教育工作，重點落實好培訓(xùn)質(zhì)量的后期檢查和考核工作，提升故障處理、應(yīng)急處理工作的開展質(zhì)量。針對一部分新建的地鐵供電設(shè)備，工作人員需要強(qiáng)化相關(guān)邏輯閉鎖關(guān)系的核查工作，確保設(shè)備能夠更加安全可靠地運行。

6 結(jié)語

差動保護(hù)屬于在中壓環(huán)網(wǎng)的主要保護(hù)措施，中壓環(huán)網(wǎng)在地鐵的供電系統(tǒng)運行過程中占據(jù)了非常重要的位置，一旦供電系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致全站停電甚至是威脅列車的行車安全。因此需要針對差動保護(hù)加強(qiáng)研究工作，在設(shè)備運行之前能夠詳細(xì)地檢查電流互感器等重要設(shè)備的運行情況，提升設(shè)備運行質(zhì)量，通過提升差動保護(hù)的可靠性來提升地鐵運行的安全性。

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