广州地铁2号线1500V直流开关的控制保护(3)

3 1500V直流开关的运营故障分析
3.1　故障案例一
１） 故障情况
      2005年6月9日，越秀公园站214开关跳闸，DPU96显示大电流脱扣保护动作，并联跳与之形成双边供电的三元里站212开关。越秀公园214开关重合不成功，三元里站的212开关自动重合成功。其供电示意图如图１所示。
２）原因分析
      由于三元里站212重合成功，表明故障点不在接触网上。抢修人员在地铁车辆上登乘时没有发现接触网有瞬时故障点，而214开关大电流脱扣保护动作，表明故障点在牵引变电所近端。检查越秀公园站接触网电缆和隔离开关没有发现异常。将越秀公园214开关直流小车拉到试验位，切除与三元里站联跳电路，试合214开关发现开关合闸声音异常，同时DPU96 再次报大电流脱扣保护动作，214开关再次分闸，因此初步判断故障点在开关本身内。检查214开关合闸线圈电阻为8Ω(标准7.8Ω，20℃)，属正常范围内。将214开关解体后，发现其驱动装置拉动棘轮的轴脱出，导致214开关大电流脱扣分闸，而此轴脱出的原因是其固定工程塑料断裂。

３）改进措施
      对２号线全线1500V直流开关进行解体，检查驱动装置和大电流脱扣装置机械传动、受力部件，更换有类似异常现象的开关，防止故障再次发生。在日常检查中加强对直流开关仓内的温度、湿度的测量，建立年度温、湿度档案。对驱动装置中的工程塑料支架研究使用其他材料替代的可能性，寻找替代部件。
3.2　故障案例二
1）故障情况
      2005年10月1日，海珠广场站牵引所213开关跳闸重合成功，越秀公园站牵引所211开关跳闸后没有重合，越秀公园至海珠广场下行2A7区瞬时失电。图2为其供电示意图。

２） 原因分析
      故障发生后，检查海珠广场站213开关及越秀公园站211开关、海珠广场至越秀公司下行接触网设备、地铁车辆（故障时有一地铁车辆在2A7区），未发现异常。检查海珠广场站213开关及越秀公园站211开关DPU96，发现海珠广场站213开关di/dt保护动作，分断电流1600A，DPU96进入重合闸程序，第1次检测后开关重合成功；越秀公园站211开关收到邻所馈线开关联跳信号，但DPU96闭锁211开关，同时DPU96退出自动重合闸程序，因此越秀公园站211开关没有进行重合。分断电流1600A，基本可以排除接地故障（接地故障经验值在5000A以上) ；在进行海珠广场站213开关DPU96二次保护校验后，排除二次保护设备故障的原因。根据上述检查的结果，初步判断213开关di/dt保护动作的原因与地铁车辆的取流状态有关。对海珠广场站213开关DPU96数据下载后进一步分析，发现213开关di/dt保护报警的情况很多，2005年以来有141次报警，而同期全线其他牵引所开关di/dt保护报警最多的只有20次，其他的在10次以内。因此最终判断地铁车辆在此区段取流变化存在着不同于其他区段的特点。在海珠广场站213开关DPU96二次保护校验时，检查越秀公园站侧收到的联跳信号，发现联跳脉冲宽度有时出现大于500ms而海珠广场站输出端正常的情况。更换越秀公园站联跳输入继电器后正常。
3） 改进措施
      针对此次故障，在满足安全和综合考虑DPU96相关保护配合的条件下，采取适当提高海珠广场站213开关DPU96 di/dt保护整定值和时间的方法，以躲开此区段地铁车辆取流的影响。到目前为止，海珠广场站213开关没有再出现di/dt保护报警或动作的情况。
4结论
①ΔI和di/dt是直流供电系统中具有自身特点的保护，其相关整定值的确定（如定值、持续时间或延时），要通过计算线路末端的短路电流及其变化率来确定。
②运营经验表明，ΔI和di/dt保护的最终整定，还必须考虑与地铁车辆及运营的配合情况，如必须能够躲过机车的启动电流和冲击电流对保护装置的影响，与隧道线路状况（上下坡度、坡长等）、列车运行图充分结合，这样才可以保证ΔI和di/dt保护的正确动作。

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