广州地铁2号线1500V直流开关的控制保护(1)(2)
2014-08-01 02:10
导读：4） di/dt保护 直流馈线开关设置有di/dt保护，即电流变化率保护。开关合闸后，测量装置不断检测开关主电路中电流的变化率di/dt，当di/dt≥24 A/ms时发出报警
4） di/dt保护
直流馈线开关设置有di/dt保护，即电流变化率保护。开关合闸后，测量装置不断检测开关主电路中电流的变化率di/dt，当di/dt≥24 A/ms时发出报警，di/dt≥40 A/ms时触发DPU96产生中断。在30 ms内如果电流变化率仍高于40 A/ms则30 ms后DPU96保护分闸；如果30ms内电流变化率低于40 A/ms，则di/dt复零，中断退出。
5） ΔI保护
直流馈线开关设置ΔI保护，即电流增量保护。在di/dt被触发后（di/dt≥40 A/ms）持续1 ms，ΔI达到整定值4 000 A(馈线开关)，经过延时(1 ms)，ΔI动作，DPU96保护分闸。di/dt保护和ΔI 保护是直流接触网末端短路的主保护。
6）接触网热过负荷保护
直流馈线开关设置有接触网热过负荷保护。由于1500V的直流供电系统的电流较大，如果供电导体长时间通过大电流，可能会因供电导体的机械强度降低而导致故障发生。DPU96通过连续检测开关主电路中电流的大小和时间计算，判断结果后发出报警，如果电流持续增大则DPU96保护分闸并闭锁，经过设定的冷却时间后才可以重新合闸。
7）反向电流保护
直流进线开关设置有反向电流保护。对于进线开关，在其S7 （控制器）中检测进线电流的方向及大小，一旦进线电流出现反向(即流入整流器方向)且大于所设定飘移值，则DPU96保护分闸，同时DPU96控制输出，通过硬线触点联跳33kV整流变进线开关及另外一台1500V进线开关。因此当一台1500V直流进线开关发生反向电流保护时，整个牵引所会退出运行。从运营安全的角度出发，可以考虑在运营前甩开对另外一台1500V进线开关的联跳线路，减少故障影响范围。
8）二极管逆流保护
广州地铁2号线1500V采用24脉波全波整流系统，在二极管整流器上装设有逆流保护。其原理为：在整流器的每一个整流桥臂上都装有1个穿心式电流互感器，如果整流桥臂内的某个二极管反向击穿，则在这个二极管支路的熔断器开始熔断的弧前时间和燃弧时间内，将有故障电流流经这个桥臂，接在电流互感器二次侧的逆流保护单元就有信号输出，向整流机组33kV进线开关保护装置发出跳闸信号，33kV开关保护分闸，同时33kV保护控制输出向1500V进线开关DPU96发跳闸信号，DPU96再保护分闸1500V进线开关。
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直流开关柜、整流器柜、回流柜设置有框架保护。框架保护分为电流型框架保护和电压型框架保护。其原理为:负极柜的S7 （控制器）检测框架与大地之间的电流和框架对负极的电压，达到整定值则S7输出控制，通过硬线触点向本所所有1500V直流开关及邻所相邻 1500V直流开关发出联跳信号(脉冲宽度大于500ms)，每个直流开关的DPU96或S7收到信号后保护分闸同时闭锁自动重合闸程序。
10）馈线开关联跳邻所功能及自动重合闸程序
当馈线开关DPU96检测判断发生大电流脱扣分闸、Imax保护、过电流保护、di/dt保护、ΔI保护或接触网热过负荷保护时，DPU96通过硬线触点向邻所馈线1500V直流开关发联跳信号 (设计整定脉冲宽度少于500 ms)，联跳邻所馈线1500 V直流开关；邻所馈线开关DPU96检测到联跳信号后进行判断，满足条件（联跳脉冲宽度少于500 ms）则跳闸并进入重合闸程序，如果脉冲宽度大于500 ms（框架保护动作）则跳闸后退出重合闸程序；供电分区两端的馈线开关跳闸后，如果DPU96各自进入重合闸程序，则分别在85s内测试3次合闸条件，满足合闸条件则合闸，3次测试都不符合要求则DPU96退出重合闸程序。
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。
