直流牽引供電系統(tǒng)線路測(cè)試與自動(dòng)重合閘的配合

摘 要：在城市軌道交通中，直流饋線開關(guān)設(shè)置的自動(dòng)重合閘功能和線路測(cè)試是最常見(jiàn)的線路保護(hù)功能。線路檢測(cè)和自動(dòng)重合閘保證了直流牽引饋線保護(hù)的速動(dòng)性、靈敏性、選擇性與可靠性的要求。本文闡述了線路測(cè)試及重合閘功能在地鐵運(yùn)行中重要作用，介紹了地鐵牽引供電系統(tǒng)直流饋線開關(guān)保護(hù)中自動(dòng)重合閘和線路測(cè)試功能的原理，與大家交流學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：軌道交通；直流牽引供電；線路測(cè)試；合閘

城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)普遍采用DC 750V和DC 1500V的供電制式，并采用架空柔性接觸網(wǎng)、架空剛性接觸網(wǎng)或第三軌向列車供電。由于地鐵接觸網(wǎng)線路較長(zhǎng)，且車輛段架空柔性接觸網(wǎng)設(shè)置于戶外，故接觸網(wǎng)易受外部環(huán)境如風(fēng)、雨、雷電等影響，從而造成牽引直流系統(tǒng)的短路故障。直流牽引供電系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生的直流電弧，如不迅速切斷電源，就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間維持燃燒而不熄滅，將會(huì)對(duì)軌道交通造成十分嚴(yán)重的后果。因此，在城市軌道交通中，直流饋線開關(guān)設(shè)置的自動(dòng)重合閘功能和線路測(cè)試是最常見(jiàn)的線路保護(hù)功能，可以自動(dòng)地將故障設(shè)備或線路斷開，同時(shí)起動(dòng)線路測(cè)試，經(jīng)檢測(cè)通過(guò)并對(duì)線路進(jìn)行非短路確認(rèn)后才能重新合閘，這樣做可以使接觸網(wǎng)發(fā)生瞬時(shí)性短路故障時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)正常供電，提高供電的可靠性。

一、線路測(cè)試及重合閘功能在地鐵運(yùn)行中的重要作用

在地鐵直流供電系統(tǒng)中，直流饋線開關(guān)跳開后再重合閘是最常見(jiàn)的保護(hù)動(dòng)作，如果線路測(cè)試與重合閘的整定配合出現(xiàn)問(wèn)題往往會(huì)直接影響列車運(yùn)行。自動(dòng)重合閘功能對(duì)于接觸網(wǎng)發(fā)生瞬時(shí)性短路故障后及時(shí)恢復(fù)牽引供電、保障列車的安全運(yùn)營(yíng)、縮小故障影響范圍有較大意義，而線路測(cè)試是檢查線路絕緣狀態(tài)、保證故障后自動(dòng)重合安全的必要功能。在直流斷路器進(jìn)行重合閘前，必須進(jìn)行線路測(cè)試，以確認(rèn)直流斷路器的重合必須在確認(rèn)線路發(fā)生的是否為永久性短路故障時(shí)才允許合閘，因此，直流牽引供電系統(tǒng)中，當(dāng)斷路器跳閘后，要保證不帶故障合閘必須進(jìn)行線路檢測(cè)。因此在直流開關(guān)柜中加裝了線路測(cè)試保護(hù)。線路測(cè)試裝置很大范圍內(nèi)能檢測(cè)出短路點(diǎn)，避免饋線開關(guān)帶故障試合后加速跳閘，確實(shí)能起到其應(yīng)有的作用。

二、線路檢測(cè)與自動(dòng)重合閘原理分析

1.線路檢測(cè)原理

直流牽引供電系統(tǒng)中，當(dāng)斷路器跳閘后，要保證不帶故障合閘必須進(jìn)行線路檢測(cè)。線路檢測(cè)的原理是：饋線開關(guān)接收到合閘命令后，立刻將電壓通過(guò)限流電阻加至接觸網(wǎng)，檢測(cè)是否存在短路，連續(xù)檢測(cè)m次，每次間隔n秒。若每次都能檢測(cè)到短路，則認(rèn)為是永久性短路故障，重合閘裝置返回。目前，在地鐵牽引供電系統(tǒng)直流饋線開關(guān)中均設(shè)有線路測(cè)試功能。當(dāng)對(duì)開關(guān)裝置發(fā)出合閘命令后，斷路器的繼電保護(hù)裝置會(huì)在開關(guān)合閘前自動(dòng)對(duì)饋線接觸網(wǎng)進(jìn)行一次絕緣性能測(cè)試，并將所測(cè)數(shù)據(jù)與整定值進(jìn)行對(duì)比，以確保直流饋線開關(guān)合閘時(shí)饋線接觸網(wǎng)絕緣良好，不存在短路故障。線路測(cè)試裝置很大范圍內(nèi)能檢測(cè)出短路點(diǎn)，避免饋線開關(guān)帶故障試合后加速跳閘，確實(shí)能起到其應(yīng)有的作用。

2.自動(dòng)重合閘原理

在城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)多為架空設(shè)置，部分安裝于戶外。根據(jù)地鐵運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，接觸網(wǎng)短路故障大多是暫時(shí)陛的，如雷擊過(guò)電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò)、大風(fēng)吹起的異物碰在接觸網(wǎng)上、飛鳥等小動(dòng)物身體導(dǎo)電等。當(dāng)發(fā)生此類故障時(shí)，直流饋線斷路器的繼電保護(hù)能迅速跳開斷路器，故障點(diǎn)的電弧即可熄滅，引起故障的異物隨著被電弧燒掉或自行跌落而消失，絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)。這時(shí)若及時(shí)合上饋線斷路器，就可重新恢復(fù)接觸網(wǎng)的供電?？梢?jiàn)，通過(guò)自動(dòng)重合閘功能可減少瞬時(shí)性故障造成的停電時(shí)間。、

地鐵自動(dòng)重合閘與線路測(cè)試的流程如圖1所示。

三、注意線路測(cè)試與自動(dòng)重合閘及功能匹配問(wèn)題

在地鐵直流供電系統(tǒng)中，直流饋線開關(guān)跳開后再重合閘是最常見(jiàn)的保護(hù)動(dòng)作，如果線路測(cè)試與重合閘的整定配合出現(xiàn)問(wèn)題往往會(huì)直接影響列車運(yùn)行。饋線斷路器在合閘前和故障跳閘后重合閘前，需經(jīng)過(guò)線路測(cè)試裝置對(duì)饋線進(jìn)行非短路故障確認(rèn)，即饋線線路測(cè)試得到測(cè)試通過(guò)后才能執(zhí)行合閘命令。在設(shè)置各保護(hù)的整定值時(shí)，應(yīng)充分考慮各項(xiàng)保護(hù)功能的相互匹配，確保各項(xiàng)保護(hù)功能的正常執(zhí)行。目前實(shí)際運(yùn)行中，重合閘動(dòng)作的條件一般設(shè)定為線路檢測(cè)通過(guò)且重合閘不成功次數(shù)小于設(shè)定次數(shù)，而不同于以往的重合閘動(dòng)作只一次不成功就被閉鎖，這有利于提高供電的可靠性，但對(duì)保護(hù)定值的設(shè)置提出了較高要求。

四、結(jié)語(yǔ)

在城市軌道交通中，直流饋線開關(guān)設(shè)置的自動(dòng)重合閘功能和線路測(cè)試是最常見(jiàn)的線路保護(hù)功能。饋線斷路器在合閘前和故障跳閘后重合閘前，需經(jīng)過(guò)線路測(cè)試裝置對(duì)饋線進(jìn)行非短路故障確認(rèn)，即饋線線路測(cè)試得到測(cè)試通過(guò)后才能執(zhí)行合閘命令。在城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)多為架空設(shè)置，部分安裝于戶外。根據(jù)地鐵運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，接觸網(wǎng)短路故障大多是暫時(shí)性的。當(dāng)發(fā)生此類故障時(shí)，直流饋線斷路器的繼電保護(hù)能迅速跳開斷路器，故障點(diǎn)的電弧即可熄滅，引起故障的異物隨著被電弧燒掉或自行跌落而消失，絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)。這時(shí)若及時(shí)合上饋線斷路器，就可重新恢復(fù)接觸網(wǎng)的供電。自動(dòng)重合閘功能對(duì)于接觸網(wǎng)發(fā)生瞬時(shí)性短路故障后及時(shí)恢復(fù)牽引供電、保障列車的安全運(yùn)營(yíng)、縮小故障影響范圍有較大意義；而線路測(cè)試是檢查線路絕緣狀態(tài)、保證故障后自動(dòng)重合安全的必要功能。

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作者簡(jiǎn)介：王立東（1979-），男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，從事城市軌道交通供電專業(yè)運(yùn)維管理工作。