津?yàn)I輕軌SEPCOS控制保護(hù)裝置的可靠性改造

蘭金茹，徐長海

0 引言

津?yàn)I輕軌直流牽引供電系統(tǒng)中采用KMB 直流金屬封閉式開關(guān)裝置，它由一系列標(biāo)準(zhǔn)化單元組成，主要作為控制和保護(hù)裝置，向接觸網(wǎng)提供直流牽引電源的分配。而安裝在直流快速斷路器小車低壓室的一體化的控制和保護(hù)系統(tǒng)裝置SEPCOS 則提供所有的保護(hù)、控制和通訊功能。

SEPCOS 裝置集監(jiān)視、控制和保護(hù)于一體，是一種先進(jìn)的基于可編程控制器（PLC）的控制和保護(hù)裝置。SEPCOS 裝置具有模塊化、易于擴(kuò)展、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1 SEPCOS 裝置控制和保護(hù)系統(tǒng)的功能

SEPCOS裝置控制和保護(hù)系統(tǒng)是基于幾個(gè)微處理器的功能齊全的系統(tǒng)。可用于保護(hù)和控制直流變電所中的饋線柜、正、負(fù)極柜和整流器。SEPCOS裝置控制和保護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的、模塊化的、可擴(kuò)展的、可編程的系統(tǒng)。

SEPCOS裝置控制和保護(hù)系統(tǒng)具有多種控制和保護(hù)功能，滿足電力牽引網(wǎng)絡(luò)的需要。SEPCOS裝置具有4組功能，即提高保護(hù)性的模擬輸入量測量和保護(hù)功能、控制功能、記錄功能和通訊功能。測量、保護(hù)和通訊程序存儲在EPROM（電可編程只讀存儲器）中。控制程序存儲在EPPROM（電可 擦除只讀存儲器）中，并可通過預(yù)編程的串行線和網(wǎng)絡(luò)下載。

2 津?yàn)I輕軌SEPCOS 裝置的現(xiàn)狀

津?yàn)I輕軌SEPCOS 裝置安裝在沿線各變電所內(nèi)，全線共有96 臺，隨著運(yùn)營年限的增長，SEPCOS工作的穩(wěn)定性顯著下降。目前，SEPCOS 裝置的工作現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下3 點(diǎn)：

（1）SEPCOS 裝置安裝在沿線各變電所內(nèi)，空間緊湊，且24 h 運(yùn)行，發(fā)熱量大。通過在3 個(gè)變電所采集的SEPCOS 裝置工作的平均溫度得出，夏季SEPCOS 裝置的工作溫度高達(dá)50℃以上。

（2）SEPCOS 裝置上的電子元器件長期工作在較高溫度，使用壽命和可靠性將大大降低，SEPCOS 裝置故障均為板卡燒損，溫度過高是造成故障的原因之一。

（3）SEPCOS 裝置為進(jìn)口裝置，集成度高，一旦損壞，無法進(jìn)行自主維修。

3 提升SEPCOS 裝置工作可靠性技術(shù)改造

SEPCOS 裝置內(nèi)部主要由電路板卡構(gòu)成，電路板卡上的元器件在高溫下工作，使用壽命將大大縮短。因此在SEPCOS 裝置出現(xiàn)故障前，對該裝置進(jìn)行改造，降低工作溫度，將大大提升該裝置工作的可靠性。津?yàn)I輕軌SEPCOS 裝置的殼體上均留有擴(kuò)容空間，但輕軌供電系統(tǒng)不進(jìn)行擴(kuò)容，該空間的存在使改造成為可能。

提升SEPCOS 裝置工作可靠性的改造方案是在SEPCOS 裝置本身預(yù)留的空間加裝散熱裝置，從而使SEPCOS 裝置的工作溫度下降到40℃以下。下面將改造方案加以介紹。

（1）確定散熱裝置的組成與功能。加裝的散熱裝置由散熱風(fēng)扇和控制電路2 部分組成，具體信息見表1。

表1 散熱裝置的組成與功能一覽表

（2）控制電路的設(shè)計(jì)。該控制電路應(yīng)具有工作指示和報(bào)警指示的功能；風(fēng)扇短路、斷路時(shí)通過蜂鳴器報(bào)警，值班人員便于及時(shí)處理故障。其電路原理圖見圖1。

圖1 散熱裝置控制電路原理圖

（3）根據(jù)電路原理圖，制作散熱裝置，包括加工底板、焊接元器件、組裝、調(diào)試等部分。

（4）離線調(diào)試成功后，將散熱裝置安裝到2個(gè)變電所內(nèi)進(jìn)行功能試驗(yàn)，觀察安裝前后SEPCOS裝置的工作溫度。經(jīng)過3 個(gè)月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，安裝散熱裝置后，SPECOS 裝置的工作溫度下降到40℃以下。圖2給出了改造前后的實(shí)物圖。

圖2 SEPCOS 裝置改造前后實(shí)物圖

4 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

SEPCOS 裝置技術(shù)改造風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施如下：

（1）在風(fēng)扇上加裝屏蔽罩（網(wǎng)孔直徑1 mm），解決高頻干擾信號，同時(shí)還可減少灰塵。

（2）進(jìn)行干擾試驗(yàn)，通過功能試驗(yàn)，即可完成。

（3）散熱裝置控制電路設(shè)計(jì)有風(fēng)扇故障和控制電路故障雙重保險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)故障，保險(xiǎn)管熔斷，且報(bào)警指示燈亮。該散熱裝置退出運(yùn)行。

5 結(jié)語

SEPCOS 裝置是供電變電系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置。該裝置故障將導(dǎo)致斷路器非正常跳閘，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致部分區(qū)段內(nèi)的接觸網(wǎng)斷電，影響運(yùn)營，因此保障SEPCOS 裝置工作的可靠性至關(guān)重要。通過加裝散熱裝置，SEPCOS 裝置的工作溫度降低到了40℃ 以下。SEPCOS 裝置工作溫度的大大降低，改善了該裝置內(nèi)部電子元器件的工作環(huán)境，延長了元器件的使用壽命，提升了該裝置工作的可靠性。

[1]GB/T10411-2005 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)[S].

[2]肖偉強(qiáng).廣州地鐵2號線1 500 V直流開關(guān)的控制保護(hù)[J].機(jī)車電傳動，2006，（1）：50-53.

[3]黃培華，何鐵牛.裝置管理規(guī)范化及預(yù)測性維修[J].工程機(jī)械與維修，2005，（17）.