时间：2022-05-16 06:12:01
摘要：该文对牵引整流器开门跳闸的产生原因、影响进行了分析，研究了开门跳闸和开门报警功能的对比，还提出了取消开门跳闸的替代方案。
关键词：牵引整流器 开门跳闸 直流牵引供电
中图分类号： TM922 文献标识码： A
0引言
牵引整流器是轨道交通直流牵引供电系统的重要组成部分。天津地铁1、2、3号线均对整流器柜门打开设置了保护，但是设置方式有所不同。天津地铁1号线牵引整流器开门采用报警方式，2、3号线采用开门跳闸方式。2、3号线投运后，发生多次开门跳闸故障，分析故障均因行程开关误动作导致。为了保障运营安全，避免类似事故再次发生，防止故障范围扩大，本文分析开门跳闸方式的优劣，并针对这种方式提出了改造方案。
1地铁直流牵引供电系统概述
天津地铁1、2、3号线全线牵引整流系统在每个牵引变电所设2台整流器和2台整流变压器。整流变压器的二组低压绕组之间相位差30°引入整流器。每台整流器由2个三相6脉波全波整流桥组成，其中一个整流桥接至整流变压器二次侧Y型绕组，另一个整流桥接至整流变压器二次侧型绕组。两个整流桥并联连接构成12脉波整流。通过整流变压器原边绕组外延±7.5°,这两台整流器直流侧接于同一母线并联运行构成等效二十四脉波整流。每台整流器主要有主电路和保护控制回路等组成。在每个整流桥的桥臂上并联二个整流二极管。在每个二极管支臂都串联一个快速熔断器来防止内部短路和外部短路。牵引用整流器还会设置单只快熔熔断报警、同臂双只快熔熔断跳闸、交流侧过电压、直流侧过电压、过电流、超温保护和柜门打开等保护。
2开门跳闸的产生原因
牵引整流器开门跳闸功能由安装于柜门的行程开关、PLC、继电器等构成。当行程开关动作时，开门跳闸二次回路导通，信号上传至PLC，PLC控制跳闸输出继电器得电吸合，将跳闸信号发出。同时，PLC也会将开门跳闸信息上传至变电所综合自动化系统。所以，开门跳闸的产生原因有3个方面：一、作业人员误开柜门；二、行程开关误动作；三、PLC故障；四、跳闸输出继电器故障。其中，行程开关误动作是最常见的产生原因。具体原因在于，行程开关安装于柜门门轴处，为保证能开门第一时间触发开门跳闸，可靠行程距离较小。在柜门晃动或者受到外部撞击时，极易导致行程开关误动作从而引发跳闸。调整行程开关安装位置可以降低开门跳闸误动作发生几率，但无法避免开门跳闸误动作导致全所牵引整流机组退出运行对运营造成的影响。
3整流器开门跳闸的影响
以天津地铁2号线为例，在正常情况下，若1号整流器柜门打开，跳闸信号将传至35kV开关柜1号整流变馈线。同时1号整流器与2号整流器在发生故障时相互联跳，所以35kV开关柜2号整流变馈线断路器也会跳闸。按照这种设置，在运营期间任一整流器开门将导致全所整流机组退出运行，从而使接触轨供电方式降级为单边供电方式，降低了供电可靠性。因此，运营期间整流器柜门打开是非常严重的故障。天津地铁2号线在2012年11月份集中发生了5次整流器开门跳闸误动作故障，且故障发生地点都不一样，说明这是普遍存在的问题。
4开门跳闸与开门报警功能的对比
从安全角度考虑：整流器开门跳闸能最大限度地保证作业人员的安全。当作业人员误开柜门时，整流机组能第一时间跳闸，从而杜绝了作业人员发生触电的风险。从供电可靠性角度考虑：整流器开门跳闸将导致接触轨供电方式降级运行，大大降低了供电的可靠性。特别是在发生保护误动作时，这样的保护设置对整个直流牵引供电系统造成的影响较大。开门报警方式与开门跳闸方式恰恰相反，提高了供电的可靠性，有效保障了运营，对于作业人员的误开柜门的安全防护则稍显不足。
5取消开门跳闸功能的替代方案
如何才能既保证供电的可靠性，还可以兼顾误开柜门的安全防护？笔者认为，可以在高压开关柜侧将整流器开门跳闸保护压板退出。当发生开门跳闸时，保护不会动作，但开门跳闸报警信息还可以正常上传，电力调度可以在控制中心第一时间掌握故障发生情况。这就相当于从技术上将开门跳闸功能改为开门报警功能。与此同时，对于人员误开柜门应从管理上加以强化，具体措施是在整流器柜门上加装挂锁，并对钥匙进行严格管理，同时考虑故障情况下的应急响应，挂锁钥匙应放置于变电所或者工区内。当需要打开柜门进行维护检修作业时，应由作业负责人监护作业人员打开柜门。该套方案的优点在于成本低廉，缺点在于需要额外增加对于钥匙的管理工作。
6结束语
牵引整流器开门跳闸能有效杜绝作业人员误开柜门导致触电的风险，但在行程开关无法有效作用的情况下会导致供电可靠性降低。采用开门报警加增设挂锁的方式更符合地铁安全可靠运营的要求。
参考文献
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