整流器逆流跳闸故障原因分析研究

贾志亮

【摘 要】在牵引变电所内通过整流变压器将AC35kV降到AC1180V，经整流器转换成DC1500V向接触网供电。在地铁正线的牵引供电系统中，均采用双边供电方式。整流器一般设置：快速熔断器保护（每只二极管串联一个快速熔断器）；交流侧过电压保护（压敏电阻、特种熔断器）；直流侧过电压保护（RC回路、压敏电阻及特种熔断器）；温度保护（在整流器预测最热处设置温度传感器元件）；逆流保护（每个桥臂串联一个电流传感器）。为了降低波形畸变，减少对电网的干扰，以及为了降低纹波系数，使输出直流电压平稳，采用等效12脉波整流电路。当供给两台12脉波整流器的整流变压器高压网侧并联的绕组分别采用±7.5°外延三角形联接时，两套整流器并联运行即可构成24脉波整流。整流机组可以单机组运行。

【关键词】整流器；逆流保护；保护板卡；电源模块

一、故障经过描述

2015年11月11日09：20，海月站1#整流器逆流保护动作，致使高压开关柜321断路器和直流开关柜201断路器跳闸。供电系统采用单机组运行，不影响接触网供电，但直接影响直流牵引供电的可靠性。抢修组到达事故地点，通过对现场设备的查看，发现1#整流器逆流保护电源板卡上的15V输出电源灯有异常闪烁（正常为常亮），而且整流器面板TD200人机界面上显示“桥臂 1U6 逆流”报警信号。初步判断是逆流保护电源板卡故障，导致传感器瞬时失电而触发报警、跳闸信号。

二、故障原因查找

后台机报“R1传感器电源失电 报警”、“R1逆流跳闸 跳闸”，故障产生的可能原因从两方面分析：1）1#整流器1U6桥臂可能存在真实的故障电流而导致保护正常动作；2）整流器逆流保护电源板卡电源灯异常闪烁，可能因短时失电导致逆流保护动作而误跳闸；

（一）检查整流器一次设备

1.在做好安全措施后，对整流器内部各桥臂进行外观检查，并未发现异常，无烧伤痕迹，无异常气味；

2.检查各桥臂逆流传感器无异常，接线端子良好，无短接，虚接的情况；

3.针对报文中的1U6桥臂进行重点检查，并进行了预防性试验；检查结果无异常：快速熔断器完好，接点正常；二极管无破损，导通性良好；

综上分析：整流器内部各桥臂均正常，即可排除整流器柜内部故障而引起逆流保护跳闸。

（二）检查整流器逆流保护电源板卡

1.外观检查打开盖板，检查板卡无明显烧伤痕迹，电容电阻等元器件都完好无损，无异常。但整流器逆流保护电源板卡上的15V输出电源灯异常闪烁（2次/秒），正常情况下应该常亮，由此可以确定此板卡电源模块有异常；

2.模拟故障现象：将220V输入电源端子甩开，后台PC机会出现“R1 传感器电源失电 报警”，此时电源板卡上的15V输出电源灯灭，后台没有出现“R1 逆流跳闸”信号； （此方法还不能真实模拟现场的故障现象，但可以确认如果没有220V输入电源且15V电源完全掉电的情况下逆流保护也不会出现误动作。）

综上所述，可以判断整流器逆流保护电源板卡瞬时失电，导致逆流保护跳闸，需进行更换。

3.更换新的整流器逆流保护电源板卡，更换后电源灯显示正常，后台PC机及整流器面板TD200人机界面无异常报，均显示正常；

4.按照整流器功能性校验标准，对1#整流器的各项保护功能进行检查测试，测试结果正常；

5.恢复安全措施，设备恢复正常运行。

三、故障原因分析

为什么会在保护板卡电源装置故障后会触发逆流保护误动作呢？

1.整流器逆流保护板，需要15V电源供电给板卡供电才可以正常工作，且15V电源通过板卡供电至逆流传感器。

2.逆流传感器是霍尔元件的一种，是有源装置，在没有二次电源输出的状态下，二次侧会直接输出一个极值，保护装置接受到一个较大的数值。从而导致逆流保护动作。

四、结束语

关于故障处理，遵循“先通后复”和“先通一线”的基本原则，而地铁发生整流机组发生保护动作，虽然可以单机组运行，但也极大的降低了牵引供电的可靠性。因此，尽可能从技术角度完善设备，从管理角度规范抢修流程和检修工艺，提高抢修人员业务水平，才能保障地铁供电的可靠性，提高地铁运营服务质量。

参考文献：

[1] 上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心 市轨道交通变配电技术 上海 中国铁道出版社 2012.

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[5]王景涛，谢伟梁，刘平 。城市轨道直流系统双边联跳装置的原理与调试[J].电气化铁道，2001.

[6]李爱军. 北京轨道交通供电双边联跳的改造[J]现代城市轨道交通，2008，1.