低压400V进线开关失压检测回路故障改造技术分析

张泰明 邓美玉 莫斌涛 黄嘉琳 朱剑锋

【摘 要】 在广州地铁5号线供电系统中，低压400V供电系统负责提供变电所用电、通讯、AFC、车站照明等用电。2014年发生了一起由于进线开关失压检测回路故障引起开关误动作事件，对地铁的行车安全造成了影响。因此，对失压检测回路存在的问题进行分析研究显得十分必要。在对广州地铁5号线低压400V进线开关失压检测回路问题引起的开关误动作故障进行分析，找出了存在的问题，结合现场设备实际情况，提出了解决方案，以进一步确保广州地铁5号线低压400V供电系统的正常稳定运行。

【关键词】 广州地铁5号线 低压400V 进线开关 失压检测

1 故障情况

2014年10月8日，某变电所901和902开关跳闸， 801、802开关位置不确定。查看Pscada报文及开关保护模块信息，显示故障时各设备均无保护启动，相关开关动作情况如下：801开关失压分闸，901、902开关被联跳，803开关自投合闸成功。4分钟后，801开关检测有压，803开关自复分闸，801开关合闸成功。

2 故障原因分析

2.1 原因分析

根据Pscada报文中无开关保护跳闸信息、保护跳闸总报警信息，结合现场设备检查情况（开关无保护跳闸，无一次设备短路现象），判断为二次设备故障导致901、902开关跳闸。

根据Pscada报文中显示，故障时801开关先报通信异常信号，然后报801失压分闸。因PMC916装置兼有与Pscada装置通信、遥测功能，当PMC916装置故障时，除无法检测正常的有压信号外，还会报开关柜通讯异常等信号。因此判断801开关检有压装置PMC916故障，其33/34端子输出无压信号给PLC扩展模块，导致PLC控制装置误发801开关失压分闸指令，断开801开关。801开关联跳901、902开关后， PLC控制装置发803开关自投指令，合上803开关，完成一次开关备自投合闸过程。

在4分钟后，801检失压装置PMC916在803开关自投成功后，被动重启成功，检测到801开关上端有电， PLC控制装置发自复指令，断开803开关，合上801开关。完成一次自复过程。

综上所述，此次故障的原因为：801开关电力参数仪PMC916故障，低压开关备自投PLC扩展模块ICMK14F1检测到错误信号，低压开关备自投PLC模块07KR51误判为I段进线失压，导致801、901和902开关跳闸。

2.2 结论

由上述故障原因分析可发现低压进线开关检测失压的重要检测单元为PMC916，而该检测单元故障频发，是低压开关误动作的重大故障隐患。因此，低压进线开关单一检测失压回路无法保证低压供电的可靠性。

3 解决的方法和措施

3.1 整改思路

增加一条进线检测有无压的回路，以克服因检测失压回路元件故障，低压开关备自投PLC扩展模块ICMK14F1检测到错误信号，低压开关备自投PLC模块07KR51误判为I段进线失压，导致801、901和902开关跳闸的情况。

3.2 整改方案

在801/802开关的检失压回路中增加冗余，当一回检失压回路故障后，另外一路检失压回路正常工作，这样就避免了二次回路故障导致开关误动作。整改原理图见图1红色线部分。

图1中回路带电时，JY1继电器吸合，JY1常开辅助接点闭合，短接FM2（PLC扩展模块）的24V和0号端子，输入进线有压信号；当进线失压时，JY1继电器释放，JY1常开辅助接点断开，切断FM2（PLC扩展模块）的24V和0号端子，输入进线无压信号。该线路与原PMC916检失压并列成冗余，确保检失压信号准确。

3.3 失压元器件选择

根据原理图，整改工作需要增加一个判断失压的元器件，作为一次回路失压后的信号发送元件。现选用欧姆龙MY4J系列继电器。

MY4J继电器线圈在AC220V电压下长时间运行，功耗值低于0.9—1.1VA。因此线圈在长时间通电情况下发热量在可控范围内。其动作时间小于20ms，使用在400V开关检失压回路中对原有功能无明显影响。

欧姆龙MY4J系列继电器在低压开关柜上大量使用，作为中间继电器长期带电运行。而低压开关柜在四、五号线运行至今的5年内，中间继电器暂时无故障记录。因此，该继电器长期带电运行是可靠、安全的。

综上所述，MY4J系列继电器在长时间通电要求、动作时间方面均符合要求。而且，该继电器在400V的低压开关柜上大量使用，在备用、可代替性等方面有很大的优势。

4 结语

低压400V系统主开关失压检测回路原有检测元件偶发性的故障，已成为低压400V供电的安全隐患，只有通过技术改造，增加失压检测的可靠性，才能更大限度上规避开关故障的发生。

参考文献

[1]卓乐友.电力工程电气设计手册（电气二次部分）[K].北京：中国电力出版社，2011.