试析关于铁路10kV配电所直流电源系统的运行维护

王建国

摘 要：合理设置10 kV配电所能充分满足铁路沿线信号和通信等的供电负荷需求。因此，必须确保整个配电装置具有较高的稳定性，从而使铁路供电系统稳定运行。对铁路10 kV配电所直流电源系统的运维进行了简要探讨。

关键词：铁路；配电所；直流电源系统；硅整流装置

中图分类号：U223.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.098

一般而言，电力系统通常由变电、配电、发电、输电和用电等设备及其相关技术共同组成，是具有较强完整性的工作系统。作为电力系统的关键构成部分，配电系统的重要性不容忽视，其职责在于将电力能源向用户直接分配。铁路是重要的用电单位，其对应的供电模式为：通过地方加压站转盘馈出，使用2趟专线为铁路10 kV配电所供电，并经过铁路10 kV配电所进行专盘、专线的划分，向机务、车站、公务、电务提供货运信息，向车辆、客票等用电单位提供分辨供电。上述各个部门的用电性质一般为一类用电负荷，期间必须实现持续供电，必须杜绝间断供电问题的出现。因此，对于整个铁路供电系统而言，铁路10 kV配电所占据着十分重要的地位，必须确保其可靠、稳定运行，从而实现系统的安全、优化供电。

1 铁路10 kV配电所直流电源系统的运维

铁路10 kV配电所直流电源系统如果图1所示。

1.1 设备的运行维护

1.1.1 硅整流装置

硅整流装置主要是由熔断器、整流变压器和阻容吸收器三部分组成，可将直流电源提供给配电所。通常选用2套设备相互作为备送装置，在配电所中为断路器合分闸母线和控制母线提供合理的直流电源，对应容量能够充分满足合闸所需电流的要求。其中，整流变压器的主要作用为实现直流与交流的有效分离，从而使硅整流元件得以优化保护；结合交流电压的变化状态，整流变压器可通过转换开关的应用调整电压值。通过整流元件，能将交流电压整流改变为直流电压。整个装置的过流保护元件为熔断器，对应的过电压保护元件为阻容吸收器。

在实际设备的使用中，为了确保硅整流设备可安全、可靠运行，必须定期对其相应元件实施检查试验工作。具体的检查项目包括4方面的内容：①将整流变压器的温度控制在60 ℃以内，检查其是否存在异常情况。②对装置外观进行合理检查，确保元件保持完好的使用状态、螺栓可安全紧固等。③检查输入、输出电压值是否处于正常状态。一般情况下，输入电压不

宜较高，需将直流母线电压值保持在225 V左右，一旦电压值处于过高状态，则需及时采取有效的调整措施。④查验整流装置能否基于额定电压运行，如果长期处于过负荷状态，则会导致烧坏硅元件，因此，需将硅整流装置的温度控制在100 ℃以内。定期实施的试验项目包括绝缘试验、变比试验、带负荷试验、正向平均电流测试、正反向电阻测量和元件参数测量等。

1.1.2 蓄电池组

220 V蓄电池组正常运行时，会与整流设备并接，用电负荷所需电流全部由整流电源供给。电池组一般只起到平滑滤波的作用。当交流电源消失时，蓄电池组为用电设备提供稳定的工作电源，电阻会逐渐增大，端电压会逐渐降低。具体的定期维护检查措施有以下5方面：①电池外表面的整洁度，应无沉淀物；②一组电池内的液面应尽量保持一致，且在规定范围内；③检查浮充电流；④检查电解液的温度；⑤应尽量保持电解液纯净，其中的杂质不超过规定限度。

镉镍蓄电池组通常选用氢氧化钾溶液作为电解液，正极板的活性物质在充电后转化为氢氧化镍，负极板的活性物质在充电后转化为金属镉。在日常维护中，应做好外观、液面和温度等项目的检查；蓄电池组在初次使用前，应检查单只电池的容量是否相同；新的或长期存放的锅镍蓄电池需采用过充电制充电，充足电后方可使用；镉镍蓄电池不允许使用金属器具将正极或负极与外壳同时接触；运行中，应定期打开橡皮套管放出气体。

1.1.3 储能电容装置

在交流电源正常运行时，通常由硅整流设备提供电力补给。如果蓄电池组与硅整流装置同时存在故障，导致电流较小时，则储能电容器装置会释放能量，将200 V直流电源提供给断路器跳闸回路和控制母线等操作。相关检查项目包括是否存在放电声音和漏油情况；对外观展开优化检查；对电容器的实际充电状态展开合理检查；测试各个电容器的电容值，并对比出厂值，将差别控制在10%以内；进行绝缘电阻测试，使用500～1 000 V摇表对接线端子与外壳的间绝缘电阻实施测量；进行放电测试工作，一旦电容充满电，则需将电源断开，运用储能电容带动跳闸线圈实施分闸操作。

1.1.4 稳压电源装置

在整个系统中，通常设置有2台稳压电源装置，可互相备用。因此，在实际运行中，必须定期观察，一旦稳压器设备出现故障，则需将备用稳压器及时投入运行。需要注意的是，因电网中所形成的负荷变化会形成交流电压，直接影响稳压电源输出，电压也会产生变化。因此，必须勤于观察，认真调整，确保电压稳定、可靠输出。

1.2 设备异常的处理办法

1.2.1 两点接地故障问题的处理办法

直流系统中出现正、负两点接地故障时，将导致直流熔断器熔断，烧坏继电器的接点；造成跳闸回路短路，导致跳闸线圈拒绝跳闸，进而使事故范围矿大；导致继电保护误动作，进而造成断路器自动跳闸。查找该类故障的主要方式为：结合具体的系统操作状态、运行模式、气候等合理判断，通过拉闸各个馈出回路，认真执行分路处理。消除时，需按照信号、照明和操作顺序将各个专用直流回路及时切断，时间应控制在3 s以内。无论回路是否能完成接地，均必须将组合开关合住，一旦发现某个直流回路接地后，需将对应的接地点及时找出，并采取有效措施消除。 1.2.2 处理电压过低故障的办法

在直流系统中，有时会产生直流母线电压过低的问题，导致这种情况出现的主要原因包括：硅整流器交流熔断器一相发生熔断；交流电压值处于较低的状态；一相硅元件遭受损坏，形成开路；硅整流元件在不同侧位置存在2处整流元件断路的状况，实际的直流电压值急剧下降至50%；熔断器接触不良，导致直流母线电压降低，直降至额定电压值的70%. 针对此类故障，可对交流电压的数值和熔断器是否熔断进行有效检查，一旦发生熔断，则需更换同等容量的熔断器实施试送行为，一旦再次发生熔断，则需停用硅整流装置，并开展详细、有效的检查。如果是因为变压器输出电压过低，则需适当调节变压器分接头的位置，并进行硅元件的具体检查。

1.2.3 快速熔断器熔断的解决办法

当快速熔断器熔断时，需合理检查直流二次线圈是否短路。如果找到了短路点，则应及时排除，并更换相同容量的熔断器试送电；由过负荷而造成熔断时，会导致硅元件击穿的问题，应分析快速熔断器电流值选择是否恰当，需将电流值控制在规定范围内。如果无法找出任何故障原因，则应更换相同容量的熔断器进行一次试送，如果仍然存在熔断问题，则应及时找出原因并采取有效的处理措施。

2 结束语

综上所述，为了确保铁路安全运营，必须认真做好10 kV配电所直流电源系统的安全维护工作，保障可靠供电，实现稳定运行。

参考文献

[1]张伏军.关于铁路10 kV配电所直流电源系统的运行维护探究[J].建筑·建材·装饰，2014（02）.

[2]刘辉.既有铁路10 kV配电所综合自动化改造重难点分析及对策[J].城市建设理论研究，2014（12）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： A reasonable set of 10 kV substation can fully meet the demand of power supply load of railway signal and communication etc.. Therefore， must ensure that the entire distribution device has high stability， so that the stable operation of the railway power supply system. On the railway of 10 kV substation DC power supply system operation are briefly discussed.

Key words： railway； substation； DC power supply system； silicon rectifying device