城市轨어道交어通어车辆DC1500V直어流牵어引供电어系统故어障处理

城市轨어道交어通어车辆DC1500V直어流牵어引供电어系统故어障处理

陈峰,郑平贵,熊玲利

中车株洲电力机车有限公司

摘要

本文通어过理论分析构建等效电어路图，어并且结合实际案例进行验证，어针对城市轨어道交어通어车辆DC1500V直어流牵어引供电어系统故어障总结出适合现场需求的理论计算方式。

关键词：城市轨어道交어通어；DC1500V；直어流牵어引供电어系统；故어障分析

1引言

随着城市轨어道交어通어运어营里程、客运어量和运어营时间的增加，어各城市轨어道交어通어对运어营安어全和稳定性都提出了更高的要求。开通어运어营时间越长的线路，어设备磨耗与老化越严重，어设备可靠性降低，어故어障率上升。在城市轨어道交어通어供电어系统中，어按照故어障率和故어障直어接影响程度来综合分析，어DC1500V直어流牵어引供电어系统故어障是对运어营服务影响最严重的，어高居榜首。因此，어如何更好的对直어流供电어系统进行维护保养，어提前准确的发现设备隐患，어快速高效的处理直어流故어障，어是摆在运어营供电어人员面前的难题和严峻考验。鉴于目前市场上还没有一种带有故어障点距离判断的DC1500V直어流开关柜保护装置，어针对直어流系统故어障易发和危害严重的特点，어制定科学化、标准化和规范化的维修策略、故어障处理机制和抢修手段，어需要城市轨어道交어通어运어营供电어人员不断的去探索、实践和总结。

2DC1500V供电어系统典型故어障案例

随着城市轨어道交어通어行业的长足发展，어大部分城市地铁都已积累了多年的设备维保、故어障处理案例。对这些故어障案例进行分析研究，어有助于地铁运어营人员了解各类设备故어障特点和影响程度，어有针对性的制定标准化、科学化和规范化的维修策略、故어障处理和抢修机制。以下为归纳出的五大类典型故어障。

2.1直어流供电어系统设备故어障

案例1，어2020年4月，어某A牵어引所直어流211开关瞬时过流保护动作（最大故어障电어流15106A，어电어压1210V），어对侧B牵어引所213开关瞬时过流保护动作（最大电어流13326A，어电어压1150V），어故어障点距离A所1.68公里。故어障原因为直어流电어缆外护套在施工阶段由于防护不到位受损，어随着长时间运어行直어流电어缆绝缘失效导致电어缆击穿。针对此类因绝缘破损最终发展为绝缘失效的故어障，어运어营供电어人员在检修时需关注设备受损状态，어及时加强防护。

2.2轨어行区设备侵线

案例2，어2018年11月，어某A牵어引所直어流211开关瞬时过流保护动作（最大故어障电어流11452A，어电어压1315V），어对侧B牵어引所213开关瞬时过流保护动作（最大故어障电어流14100A，어电어压1280V），어故어障点距离A所1.09公里，어故어障原因为列车集电어靴刮到打开的设备箱门。

3DC1500V供电어系统短路模型构建

由于DC1500V直어流牵어引供电어系统故어障种类多，어原因各式各样，어各直어流开关柜厂家保护装置的功能也有所不同，어并且计算故어障点距离受外部影响因素很多。因此，어想要非常精准的构建出一种计算故어障点距离的理论模型相当困难。根据现场实际情况，어探索构建出理论模型。

故어障点距离A牵어引所距离L2的计算过程如下：

U1-U=I1*(R1+R2+R过1+R过2)

U2-U=I2*(R3+R4+R过3+R过4)

其中R1=L1*R缆，어R1=L4*R缆，어R2=L2*R轨어，어R3=（L-L2）*R轨어L2=[U1-U2+I2*(R4+R过3+R过4)-I1*(R1+R过1+R过2)+I2*L*R轨어]/[(I1+I2)*R轨어]

4DC1500V供电어系统短路模型的实际应用

1过渡电어阻及电어缆、接触轨어电어阻

每条线路因电어缆与铜排、接触轨어的连接点多达上千个，어并且各个连接点差别不大，어本文各选取5个点进行过渡电어阻测量
     2理论计算模型的优化

短路故어障点L2的完整计算公式为：

L2=[U1-U2+I2*(R4+R过3+R过4)-I1*(R1+R过1+R过2)+I2*L*R轨어]/[(I1+I2)*R轨어]

查阅技术规格书及实际测量，어电어缆电어阻R1、R4为毫欧级,而过渡电어阻R过经测量为微欧级，어与电어缆电어阻相差非常大，어对计算结果的影响可以忽略不计，어因此该公式优化为：

L2=[U1-U2+I2*R4-I1*R1+I2*L*R轨어]/[(I1+I2)*R轨어]

同时，어因各牵어混所直어流母排并联运어行，어直어流电어压差可忽略。上网电어缆相较于接触轨어太短电어阻太小，어也可以忽略，어计算公式进一步优化为：

L2=I2*L/(I1+I2)

3理论计算模型的应用

根据上述案例计算的数据分析，어公式（1）计算出的理论故어障点与实际故어障点的误差范围在0.1-0.5公里之间，어而公式（2）则在0.3公里以内。从理论上分析，어采用公式（1）计算出的误差应该比公式（2）的误差更小，

어但实际情况却并不一定。通어过深入分析，어发现还有客观上无法改变的两方面因数影响到理论数据的准确性：一是保护装置本身存在的计量误差，어二是两个变电어所的电어压电어流值不能够在同一时刻读取，어读取时间存在毫秒级的误差。

因此，어两个计算公式可以根据现场情况灵活使用，어供电어维修人员根据理论计算短路故어障点的大致位置和现场实际运어行情况，어以及故어障现象等进行综合判断处理，어快速消除故어障并恢复设备正常运어行。

结语

综上所述，어鉴于目前市场上还没有一种带有故어障点距离判断的DC1500V直어流开关柜保护装置，어通어过理论分析构建等效电어路图，어并且结合实际案例进行验证，어总结出适合现场需求的理论计算方式。在长达3、4公里的区间隧道里，어能够通어过理论计算，어把故어障点的范围缩减到500米甚至是150米范围以内，어有利于我们快速查找到故어障点并及时处理，어进一步保障运어营安어全。伴随着城市轨어道交어通어运어行经验的不断积累，어并对DC1500V直어流牵어引供电어系统各类型故어障的归纳总结，어供电어运어维人员将逐渐探索出一套有效、有用的维护保养和故어障处理标准及方法，어更有效的提高供电어系统运어行稳定性，어为市民出行提供更好的运어营服务质量。

参考文献

[1]李培松.城市轨어道交어通어电어力系统故어障分析及应对措施[J].机电어信息,2012(33).

[2]李建民.城市轨어道交어通어供电어[M].成都:西南交어通어大学出版社,2007.