城市轨道直流牵引系统残压导致线路测试不通过分析及处置措施

杜琳 王兆力

摘要：通过对一起城市轨道直流牵引系统线路测试不通过事件的分析，研究残压对地铁直流1 500 V开关柜送电的影响，同时针对残压出现地点的不同，分别制定相应的处置措施，减少残压对地铁运行的影响。

关键词：城市轨道;直流牵引系统;线路测试不通过;残压

0    引言

西安地铁三号线直流牵引系统为1 500 V电压制式，采用镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司生产的MB型1 500 V直流开关柜及赛雪龙SEPCOS保护装置，为确保接触网送电安全，保护装置设置线路测试功能及残压检测功能，在送电时系统对母线电压、馈线电压进行对比分析，当馈线电压低于系统工作电压且高于残压整定值时闭锁合闸。

本文通过一起由于残压导致牵引系统线路测试不通过事件的分析，研究残压对送电的影响，制定相应的处置措施，确保线路运行安全。

1    事件经过

2020年1月10日，西安地铁保税区牵混所直流1 500 V馈线断路器214电调送电过程中送电失败，线路测试不通过、报警总信号动作，导致3B16分区接触网失电。

通过检查，确定故障原因为214开关因残压大于整定值，线路测试不通过，断路器合闸闭锁动作、断路器位置控制失败。

2    原因分析

2.1    现场检查情况

（1）查看电力监控后台机报文（图1），并通过SPECOS报文分析，确定214闭锁合闸是因为线路测试不通。

（2）查看当晚施工计划，确认当晚3A16、3B16接触网供电分区无接触网接挂地线施工，排除区间漏撤地线的可能。

（3）检查214开关SEPCOS发现，馈线断路器214在分闸时，馈线有216 V的馈线电压，说明送电过程中存在残压。

（4）对保税区牵混所213、214开关SEPCOS保护装置故障报文进行分析，保税区214断路器小车当时并未合线路测试接触器，结合保护装置面板显示的电压，可判断故障发生在线路测试的电压比较环节。

2.2    检查线路测试回路

（1）用万用表电阻档测量线路测试电阻R8C1和R8C2（图2），R8C1和R8C2理论值为30 Ω，实际测试R8C1电阻值30 Ω、R8C2电阻值31.7 Ω，测量阻值正常。

（2）用万用表电阻档测量整个线路测试回路电阻，同时按下线路测试接触器K15L1的两对常开辅助触点，模拟线路测试接触器合闸，测量整个线路测试电阻至62.8 Ω，测量阻值正常。

2.3    线路测试电压比较的几种情况

（1）UrUflow，判别馈线正常，直接合闸（对应本站整流机组未送电，临站对应断路器已送电，接触网已单边供电，可直接合閘，实现临站接触网送电至本站直流母排越区供电）。

（2）Ur>Uflow，且Uf>Uflow，判别馈线正常，直接合闸（对应本站整流机组已送电，临站对应断路器已送电，接触网已单边供电，可直接合闸，实现接触网双边供电）。

（3）Ur>Uflow，且Uf

注：Ur为母线电压;Uf为馈线电压;Uflow为线路最小工作电压;Uresidue为线路残压;Rmin为线路最小允许合闸电阻。

保税区214开关对应的3B16供电分区为单边供电分区，不存在线路测试电压判断原则的第一、二种情况（馈线电压超出900 V）。

从当天直流开关柜送电情况来看，保税区211、212开关均已送电成功，且四台断路器的Ur为同一处二次回路采集（图3），说明213、214开关Ur>Uflow条件成立，排除母线电压判别异常。所以故障点在Uf

3    故障确认

通过分析确认故障原因为：214开关因残压大于整定值，导致线路测试不通过，断路器合闸闭锁动作、断路器位置控制失败。

4    残压产生原因及应对措施

4.1    残压产生的原因

残压的产生是由接触网系统内绝缘电阻分压比例关系决定的，是采用分段绝缘器连接的接触网的固有特性，无法彻底消除，尤其是在雨、雪、雾、霾等恶劣天气情况下更为明显。

4.2    残压导致测试不通过处置措施

（1）提前修改接触网残压保护定值，减少残压对设备送电影响频次。

（2）在场段等单边供电分区，建议电调先对接触网相邻分区停电，再对故障开关进行试送电，然后恢复其他分区。

（3）如在正线等双边供电分区，建议电力调度先试送与故障开关同一供电分区的对侧开关，再送本侧开关。

（4）出入段线等单边供电分区，影响收发车时，联系电调采用越区供电方式进行接触网供电。

5    结语

直流1 500 V开关柜作为地铁牵混所牵引系统核心设备，一定要确保运行可靠性。残压作为采用分段绝缘器连接的接触网的固有特性，无法彻底消除，只能通过认真分析研究，减少残压对设备送电频次的影响，同时在故障情况下第一时间恢复设备，缩短故障影响时间，确保地铁运营安全。

[参考文献]

[1] 孙彰林.何颖.地铁供电系统可靠性设计[J].现代城市轨道交通，2006（1）：14-16.

[2] 王晓博，尚志坚，赵垒.城市轨道交通直流牵引供电系统接触网残压研究[J].城市轨道交通研究，2015（9）：55-59.

[3] 镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司.SEPCOS-NG保护功能说明书[Z]，2011.

收稿日期：2020-05-19

作者简介：杜琳（1986—），男，陕西西安人，工程师，研究方向：地铁供电。

王兆力（1986—），男，陕西西安人，工程师，研究方向：地铁供电。