地铁牵引变电所直流开关无法合闸故障的处理措施

地铁牵引变电所直流开关无法合闸故障的处理措施
发布时间：2022-08-18T09:44:23.917Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：秦雨[导读] 地铁牵引变电所将电厂输送的电压转换成适合地铁运营需要的电压
秦雨
昆明地铁运营有限公司，650021
摘要：地铁牵引变电所将电厂输送的电压转换成适合地铁运营需要的电压，并将电源合理的分配给地铁用电系统，是地铁电力的来源。

但是地铁牵引变电所直流开关有发生无法合闸故障的可能性，会直接影响到地铁正常的运行。

因此，本文通过该故障表现与原因分析，明确了引起故障的主要原因是剩余电阻过大和电压异常，并与断路器、开关保护装置等有着较大的关联，然后就故障发生的根本原因，提出了调整线路测试值与保护装置设定值的处理措施，以此保证地铁牵引变电所的高质量运行。

关键词：地铁牵引变电所；直流开关；合闸故障
地铁牵引供电系统运行的情况直接影响着地铁运行的质量，但是在其长期的供电过程中，受到内部与外部各种因素的影响，引发诸多的故障问题，从而降低了地铁服务质量。

其中，地铁牵引变电所直流开关无法合闸故障，在多个城市地铁发生过，需要引起地铁运维部门的高度重视，有必要针对该故障的原因和处理措施进行深入的研究，以最大程度上避免该故障的发生。

1.故障表现
地铁的牵引变电所为地铁牵引供电系统提供转化电压服务，而牵引供电系统为列车供电时，接触网处于列车外部，日常运行会受到外部环境的影响，从而形成一定的残留电压，一旦该电压超过设定值会致使直流开关产生无法合闸故障，如果不能及时有效的解决该故障，会对地铁的正常运行产生不良影响。

接触网电压异常是引发无法合闸故障的主要原因，电压过大使得馈线断路器不予通过导致了无法合闸故障。

一般地铁的柔性接触网设有四个供电区域，每个区域对应着一个直流馈线，进而达到控制其开关的目的，如果直流馈线开关无法合闸，将危及到地铁的正常运行。

基于以上分析，当地铁直流开关出现无法合闸故障，与故障有关的元素主要有断路器、接触网及其电压等。

因此在发生此故障后，首先要进行三者的检测，在第一时间确定问题的出处，并利用最短的时间解决该故障，恢复地铁牵引变电所的正常运行，保障地铁牵引供电系统的持续供电。

2.探寻故障原因
2.1线路测试原理
当地铁的馈线接触网出现异常后，直流馈线上的断路器在做出合闸动作之前，会对接触网进行测试，通过获取的数据与设定值进行比对，确定是否需要进行开关合闸保护动作。

处于地铁直流开关上的保护装置具有线路测试功能，运行原理如图1所示，在断路器合闸之前，保护装置进行线路电压与电阻的监测，获取到线路测试接触器动作时间、线路测试次数、线路测试延时时间、线路最小工作电压、线路残压、线路最小电阻等参数，然后与设定值进行比对，当母线电压小于线路残压，并且馈线接触网电压大于线路最小工作电压时，那么直流开关合闸，或者是母线电压大于馈线接触网电压与线路最小工作电压，也会导致直流开关合闸。

保护装置在功能测试中主要涉及到线路电压与线路电阻两个重要参数，在故障检测中可注重两个参数的检测。

2.2剩余电阻检测
在地铁牵引变电所发生直流开关无法合闸故障后，工作人员首先将检查方向确定在接触网，确定接触网设备运行有无异常，像绝缘子放电等。

然后借助摇表进行接触网对地绝缘剩余电阻的检测，最后与正常运行状态下的电阻值进行比较，确定接触网的绝缘情况。

在检测过程中，可借助其他供电区域进行故障区域供电，如果接触网没有运行异常，那么故障非接触网剩余电阻异常引起，线路绝缘无问题。

2.3馈线电压检测
2.3.1分闸实测
将故障供电区域进行分闸，在接触网断电的情况下，查看开关保护装置测试的电压。

如果接触网的馈线电压过大，则证明是接触网馈线电压引起的无法合闸故障，如果电压较小，那么表明不是接触网馈线电压问题。

2.3.2合闸记录
调取保护装置的合闸失败记录，并进行线路测试设置的检查，获取接触网在无法合闸的情况下，接触网的馈线电压数据，以及确定保护装置是否处于正常的工作状态。

根据保护装置测试功能原理，对接触网馈线电压故障进行分析，在合闸之前，如果装置测量的电压过大，断路器测试不通过，开关无法合闸；当线路电压小于设定值时，保护装置开始进行测试，获取线路的电阻，当该值大于线路最小电阻值时，直流开关合闸，反之则无法合闸。

2.4故障原因分析
根据以上获取的检测结果可以看出，引起地铁直流开关无法合闸故障的原因有如下两点，一是接触网馈线电压过大，超过保护装置中的设定值，断路器测试未通过，没有下达合闸动作；二是接触网的绝缘电阻，当线路电阻小于设定的电阻值时，保护装置测试判断为线路短路故障，启动保护动作禁止开关合闸。

3.故障处理对策
通过上文对直流开关无法合闸故障的原因分析，结合无法合闸故障的表现，以及故障区域的接触网馈线电压、剩余电阻的测试，保护装置数据参数的检查，确定无法合闸故障发生的根本原因，并进行故障针对性的处理。

在确定地铁接触网本身无问题的情况下，接触网中的电压较小，不会对接触网正常供电造成影响，可维持地铁的正常运行。

通常接触网中的电压不会超过350Ｖ，为了解决电压引起的无法合闸故障，可调整保护装置中的设定值，将线路电压的设定值调整为450V，避免断路器测试不通过问题引起的无法合闸故障。

此外，优化设计地铁牵引供电系统的线路测试值，根据地铁的环境、运行的特点，结合无法合闸的原因，地铁运维部门与保护装置、断路器等设备厂家的工程师共同进行线路测试值调整，以有效解决直流开关无法合闸故障。

在完成测试值调整后，进行地铁牵引变电所、接触网、保护装置、直流馈线等的跟踪观察与检查，确定设备装置、接触网的运行情况，评估测试值调整的结果，并及时发现新的问题，持续提升无法合闸故障处理的效果。

结语：地铁牵引变电所是地铁动力的来源，其运行状态关系到地铁运行的安全。

但是在地铁牵引变电所运行过程中，有发生直流开关无法合闸故障的可能性，影响到地铁牵引供电系统的正常供电，甚至是引发停电故障，对于地铁安全运行产生威胁。

本文通过对该故障原因的研究分析，确定故障的出处，主要是接触网电压过大和接触网绝缘性下降问题，引起的断路器测试不通过，导致直流开关的保护装置拒绝执行合闸动作。

因此，地铁运维部门基于故障产生的原因可进行针对性的解决。

参考文献：
[1]刘亚华.地铁牵引变电所高压直流开关无法合闸故障的处理分析[J].数码设计（上）,2018,(3):73.
[2]韩妮乐,杜琳.地铁牵引直流1500V开关柜跳闸故障浅析[J].机电信息,2018,(12):2.。