城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验探讨

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【摘要】：近些年来，随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，推动了城市化轨道交通运输逐渐蓬勃发展。当前城市轨道交通牵引供电线系统作为城市轨道交通可靠运行的重要基础保障，其牵引供电系统短路试验始终是技术人员研究的热点之一。本文旨在对规范化的短路试验方案进行探讨，通过结合实际工程的一些设备，并对短接点的设置以及供变电回路短路电流的计算等进行分析，最后对其试验数据作了主要的分析总结。【关键词】：城市轨道交通；dc1500v牵引供电系统；短路；实验方案中图分类号：C913

文献标识码： A

21世纪的今天，时代经济逐渐的趋向于多元化经济的飞速发展，而城市轨道交通飞速发展的同时，其牵引供电系统作为其核心系统部分，对于电气设备的稳定性和保证牵引供电系统运行的可靠性有着一定的直接影响作用。现如今，对于把如何做好城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验的设置始终是人们关注的焦点之一。本文在对城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验进行研究时，主要是以某城市轨道交通工程为例，对其解决方案做了主要的分析，并对其做了主要的验证分析。一、实验准备（一）设备的准备轨道交通工程的DC1500V供电系统，一般是有多个110kV主变电所和多个35kV牵引降压混合变电所以及降压变电所[1-2]。试验开始之前，就要保证牵引混合变电所的整流机组处于一种停用的状态，并将漏电保护装置和再生能源吸收装置也处于一种停用的状态，将试验直接快速开关的重合闸功能以及其线路检测功能加以取消，对试验直流快速开关放大器的最大电流系数进行调整，将电流上升率保护关闭。（二）分合闸对接线的控制

对接线进行分合闸控制的过程中，就要在实际的分合闸回路过程中，将一个可控的干节点串联接入，断路器分合闸接线如图1所示，

图1 断路器分合闸接线示意图

图2 紧急分闸接线示意图这种断路器分合闸接线控制的过程中，就要保证设备在实际的承受范围内进行分闸，并对设备加以保护，并在实际的继电器保护测试仪上对合闸以及分闸时间进行设置，合闸电保持回路中，将柜外的一个空气开关串入，进而连接成一种紧急分闸，如图2所示。二、试验过程（一）设置短接点短接点设置的过程中，在A站、B站以及C站三个地点，分别设置一定的短接点，短路点选择的示意图如图3所示，其正负极之间的一些短接点在馈线上网处30m内的范围进行设置，同时正负极回流主要借助于短接将皮具进行固定[3]，并借助于两根150mm2的直流电缆实现短接处理。图3 短路点选择示意图（二）计算供变电回路短路电流供变电回路短路电流的过程中，将A站3214刀闸合上，并在A站214开关断路器的下桩头和负极隔离刀2214下口进行仅短短路回路电阻测量，其值为4.547m，同时短路试验中A站变电所中回路等效直流电阻的值为28.1357，其稳态值为47.021m。进而将近端短路时暂态和稳态短路电流计算出，如下所示：而在实际的设计中短路计算书上[4]，此回路中短路电流的暂态值是81.76kA，其稳态值是32.48kA。远端短路电流在计算的过程中，B站变电所回路等效直流电阻的暂态值是26.763m，而稳态值是44.67m，在对远端短路暂态电流和稳态电流进行计算时，如下所示：在设计方的短路计算书上[5]，此回路的短路电流的暂态值为6.64kA，而其稳态值则是6.2kA。这一结果表明，此试验在实际的设计过程中，和短路计算书上的设计值大致相同，并和设计要求相符合，和实验条件相符合。（三）试验数据的采集试验数据在实际的采集过程中，接线之前，对整流机组进行检查，并将其在检修位置上停用，尽可能的在变压器的一侧，借助于接地棒进行可靠的接地，进而实现试验的操作，在实际的试验之前，校验分流器和缓冲放大器，并对误差范围进行记录，并对后台直接合闸方式加以采用，将自动重合功能以及线路检测功能取消，对紧急分闸操作加以采用，进而对设备进行保护。（四）试验数据分析试验数据分析的过程中，通过对近端直流1500V采样波形图进行分析，其波形图如图4所示，同时远端短路试验直流1500V采样波形如图5所示，图44 A站214近端短路1500V采样波形图图5 C站远端短路试验直流1500V采样波形图其近端和远端短路试验对有关数据的记录如表1所示，表1 近端和远端短路试验对有关数据的记录近端短路试验过程中，在试验断路器合闸的一瞬间，短路电流的电流值相对较大，同时大电流脱扣保护的过程中，其跳闸并没有按时完成，延时时间为10ms，在跳闸的记录中，电流值为9658A。远端短路试验的电流波形图现实，试验断路器合闸之后，在某种程度上将会使得短路电流逐渐的增大，同时结合其保护事件的相关记录而言，电流上升的过程中，其上升率和DDL保护整定值相比，明显较大，在60ms之后，DDL保护逐渐动作，并子啊断路器跳闸的过程中，其跳闸电流的值为4289A，其电流值在某种程度上不能实现速断和对其进行过流保护，同时跳闸的过程中，断路器的触头不能实现完全的分离，进而将电弧产生，一旦其短路电流逐渐的增大，经过40ms的时间，电弧逐渐消失，其短路电流逐渐为零。三、试验结果分析通过对城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验进行分析，其试验结果表明，这次的短路试验不仅仅表明了供电系统有着一定的可靠性，要同时也有着相对准确的保护装置整定值，承受短路能力相对较强，在短路实际的连接方式中，也有着一定的安全可靠性，试验过程中并没有将任何设备加以损坏。一般而言，该试验的近端短路试验过程中，外接示波器并没有将短路试验波形记录，同时录波器的触发时间在某种程度上和实际的波形并不一致，进而使得波形逐渐的溢出，在避免这一现象产生的过程中，可以将示波器录波触发时间和其记录时间进行调整，近端短路试验中，在对大电流脱扣保护可靠性进行验证的过程中，除了可以将大电流脱扣保护不关闭之外，要将其它保护加以关闭。结语：总而言之，本文通过对城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验进行分析探讨，首先通过对试验方案进行准备，并做好数据的采集和实际处理，并对完善的短路试验技术方案进行建立，总结得出，城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路试验过程往往需要一定的短路试验技术方案和科学有效的测量方法，同时其试验方案不仅仅要有着一定的全面性，同时也要有着相对较强的操作性，尤其是在正式短路试验开始之前，就要对短路试验进行准备，并对系统正常加以保证，进而做好试验程序的控制和数据的合理采集。【参考文献】：[1] 黄维军. 城市轨道交通DC1500V牵引供电系统短路故障分析 [D]. 西南交通大学，2010.[2] 陈刚，于纪利. 一种城市轨道交通牵引供电系统短路试验的解决方案 [J]. 铁道标准设计，2014，06：133-136.[3] 张栋梁. 城市轨道交通直流牵引回流系统防护技术研究 [D]. 中国矿业大学，2012.[4] 张莉明. 城市轨道交通直流供电系统故障定位的研究 [D]. 上海交通大学，2012.[5] 梁国君. 深圳地铁龙岗线直流牵引供电系统短路试验方案 [J]. 四川建筑，2012，06：193-195.