地铁牵引供电系统直流短路试验调试的探讨

地铁牵引供电系统直流短路试验调试的探讨

罗庆显

南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司 广西 南宁 530000

摘要：地铁牵引供电系统直流短路试验的原理就是在牵引网可靠接地的前提下，通过直流开关柜向牵引网送电，根据短路试验前保护定值的设定，对应的馈线开关应保护动作，校验牵引供电直流开关柜保护的可靠性、准确性、选择性、灵敏性。通过试验，主要检验牵引供电系统的完整性、安全性、可靠性和承受短路电流的能力，校核牵引供电设备保护的可靠性、选择性、灵敏性，考验对牵引供电系统及其他设备的影响。

关键词：直流牵引；供电系统；短路电流；试验

引言

可靠、稳定的直流牵引供电系统是城市轨道交通列车安全、高效运行的重要保障，意义重大，不容忽视。因此，列车试运行之前对直流牵引供电系统进行实际短路试验显得尤为重要。通过短路试验和试验数据分析，可以判断综合保护和断路器谁先启动保护，以便更精确地对直流牵引供电系统各设备参数进行调整，确保系统保护功能齐全正确、反应迅速，保障直流牵引供电系统安全运行。

1概述

对直流牵引系统进行现场短路试验是检验直流牵引供电系统在现场运行环境下可靠性的必需试验之一。该试验的目的是测试牵引供电系统各设备在系统现场短路时动作的正确性、选择性和可靠性，验证直流断路器的快速分断能力。通过该短路试验，检查牵引供电系统各设备之间的配合动作能力是否安全可靠，检验各设备的整定值、动作时间等各项技术参数是否正确、符合现场运行技术要求。通过其验证结果，以便更精准地对直流牵引供电系统各设备参数进行调整使之匹配，更好地保护系统和设备，保证直流牵引供电系统能够安全、可靠、稳定运行。

2地铁牵引供电系统直流短路试验调试的探讨

2.1短路试验范围

本次短路试验在2号线东延线平良立交站至玉岭路站区间的上/下行供电臂开展，相关供电臂长度和整流机组容量等参数如下：

图2.1供电臂长度和整流机组容量

2.2短路点的设置

接触网短接点的选择应根据理论产生最大短路电流及最小短路电流的地点进行选取。牵引所上网隔离开关外侧容易发生短路故障，其短路电流理论值为最大，可以检验电流速断保护、大电流脱扣保护是否正确动作。当牵引所单边供电时，供电区间的远端容易发生短路故障，该点短路电流理论值为最小，可以检验△I、di/dt保护是否正确动作。从短路试验的角度，需考虑以下因素：①变电所整流机组容量；②直流1500V供电臂的长度；③直流保护的配合，大电流脱扣、上升率保护。

综合考虑上述因素以及试验的便利性，选取接触网短接点：在玉岭路站牵引变电所的右线轨行区（2DY18-24）进行近端短路试验；在平良立交站牵引变电所的左线轨行区（2DZ09-03）进行远端短路试验。

2.3短路试验开展情况

（1）前置条件：一是供电系统已完成设备安装和单体调试，各设备已投入运行且工作状况良好，牵引混合所内直流开关柜保护己按设计要求完成整定。二是接触网投入运行，功能已满足设计要求。三是电力监控系统、综合监控系统已实现对变电、接触网设备的站级和中央级监控功能。四是短路试验所用仪器仪表经质量检测部门鉴定合格并在鉴定有效期内。

（2）定值设置

根据设计“2号线东延DC1500V系统正线继电保护整定值”表馈线开关进行核对动作保护参数如下：

表2.3 设计定值

（3）试验前准备

①试验前，退出2号线东延工程全线牵混所直流馈线开关211、212、213、214、2111、2121、2131、2141、2113、2124，钢轨电位限制装置均在分位。

②在平良立交站至玉岭路站区间右线验电，确保在轨行区右线应无电。

③在玉岭路站短路点位置将短接线与钢轨连接好，短接线连接应牢固可靠。

④在玉岭路站将示波器设备接好，检查所有准备工作完成。

（4）近端短路试验：平良立交站至玉岭路站右线对轨行区接触网进行近端短路试验，由玉岭路站212馈线柜进行单边供电；平良立交站至玉岭路站右线轨行区( 2DY18-24)。

①合玉岭路站隔离开关2121,合上断路器212,此时断路器212应保护跳闸。

②在212开关短路保护分闸后，分开隔离开关2121。必须先录取继电保护数据和示波器照片，然后可通过试验设备、保护设备检查各种试验数据，并对进行试验记录。

（5）远端短路试验：平良立交站至玉岭路站右线对轨行区接触网进行远端短路试验，由玉岭路站211馈线柜进行单边供电；平良立交站至玉岭路站左线轨行区( 2DZ09-03)。

①合玉岭路站隔离开关2111,合上断路器211,此时断路器211应保护跳闸。

②在211开关短路保护分闸后，分开隔离开关2111。必须先录取继电保护数据和示波器照片，然后可通过试验设备、保护设备检查各种试验数据，并对进行试验记录。

（6）试验要求：检查钢轨电位限制装置状态、信号，做好记录后恢复分位状态；相关厂家检查其他供电、信号设备，检查短接点轨道情况，做好记录；确认试验结束后将短路点连接线拆下。

（7）安全注意事项：短路试验操作前，以上具体开关编号应在现场与图纸仔细再核对，以免有误。

2.4短路试验评估

检查快速记录仪的测试打印结果，根据各保护装置及记录仪的测试结果填写试验报告：（1）近端短路试验启动的有电流上升率、电流突变、瞬时过电流、延时过电流、大电流脱扣；保护动作的有大电流脱扣、瞬时过电流短路电流为30087A，开关开断时间16ms。（2）远端短路试验启动的有电流上升率、电流突变、瞬时过电流、延时过电流；保护动作的有电流突变、瞬时过电流短路电流为11746A，开关开断时间63ms。

通过对上述试验结果及理论与现场实际录波数据比对分析可知：（1）保护整定值能满足本次试验范围内的各种短路故障的保护要求，保护均能正确动作。（2）保护动作后，断路器触头未因拉弧而造成损坏，设备灭弧性能良好；设备内部及其他部件均正常，能承受短路的考验且正常动作，试验成功。

3安全保障

（1）试验前封闭试验区段，严禁在试验区段有施工人员通过和任何工程作业，严禁各种轨行车辆进入，并做好线路出清。（2）验明试验区段无电后，接触网作业车进入并连接接地短接线，连接完毕作业车辆应转移至非试验区段上。（3）短路点两侧各30米内不允许任何人在试验过程中进入此区域，并设置防护警告标志。（4）试验由变电所专人负责操作直流开关。为防止直流开关不能可靠分闸，短路试验时，密切注视电流表和开关动作情况，随时准备万一保护拒动，合闸400ms后自动分闸；必要时35kV开关柜准备紧急手动分闸。（5）直流开关采用直接合闸方式合闸，为确保馈线断路器拒动时设备安全，将整流变高压馈线开关柜跳闸回路超温跳闸接点通过导线外引至跳闸时间继电器常开接点K2，直流开关断路器合闸至高压断路器断开动作时间为400ms。

结语

现场短路试验是直流牵引供电系统不可或缺的部分，本试验的程序、方法、评估内容等在现场实际验证是可行的。另外，试验之前的仿真计算可以事前估计最大预期短路电流、电流初始上升率等参数，为试验提供参考。通过规范化和真实性的短路试验，可以对直流牵引供电系统的设备质量、继电保护系统的可靠性以及系统的整体功能进行验证，并根据实验结果优化调整相关参数，为以后的短路试验提供借鉴和指导。

参考文献

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