津濱輕軌SEPCOS控制保護裝置的可靠性改造

蘭金茹，徐長海

0 引言

津濱輕軌直流牽引供電系統中采用KMB 直流金屬封閉式開關裝置，它由一系列標準化單元組成，主要作為控制和保護裝置，向接觸網提供直流牽引電源的分配。而安裝在直流快速斷路器小車低壓室的一體化的控制和保護系統裝置SEPCOS 則提供所有的保護、控制和通訊功能。

SEPCOS 裝置集監視、控制和保護于一體，是一種先進的基于可編程控制器（PLC）的控制和保護裝置。SEPCOS 裝置具有模塊化、易于擴展、適應性強等特點。

1 SEPCOS 裝置控制和保護系統的功能

SEPCOS裝置控制和保護系統是基于幾個微處理器的功能齊全的系統。可用于保護和控制直流變電所中的饋線柜、正、負極柜和整流器。SEPCOS裝置控制和保護系統是一個獨立的、模塊化的、可擴展的、可編程的系統。

SEPCOS裝置控制和保護系統具有多種控制和保護功能，滿足電力牽引網絡的需要。SEPCOS裝置具有4組功能，即提高保護性的模擬輸入量測量和保護功能、控制功能、記錄功能和通訊功能。測量、保護和通訊程序存儲在EPROM（電可編程只讀存儲器）中。控制程序存儲在EPPROM（電可 擦除只讀存儲器）中，并可通過預編程的串行線和網絡下載。

2 津濱輕軌SEPCOS 裝置的現狀

津濱輕軌SEPCOS 裝置安裝在沿線各變電所內，全線共有96 臺，隨著運營年限的增長，SEPCOS工作的穩定性顯著下降。目前，SEPCOS 裝置的工作現狀表現在以下3 點：

（1）SEPCOS 裝置安裝在沿線各變電所內，空間緊湊，且24 h 運行，發熱量大。通過在3 個變電所采集的SEPCOS 裝置工作的平均溫度得出，夏季SEPCOS 裝置的工作溫度高達50℃以上。

（2）SEPCOS 裝置上的電子元器件長期工作在較高溫度，使用壽命和可靠性將大大降低，SEPCOS 裝置故障均為板卡燒損，溫度過高是造成故障的原因之一。

（3）SEPCOS 裝置為進口裝置，集成度高，一旦損壞，無法進行自主維修。

3 提升SEPCOS 裝置工作可靠性技術改造

SEPCOS 裝置內部主要由電路板卡構成，電路板卡上的元器件在高溫下工作，使用壽命將大大縮短。因此在SEPCOS 裝置出現故障前，對該裝置進行改造，降低工作溫度，將大大提升該裝置工作的可靠性。津濱輕軌SEPCOS 裝置的殼體上均留有擴容空間，但輕軌供電系統不進行擴容，該空間的存在使改造成為可能。

提升SEPCOS 裝置工作可靠性的改造方案是在SEPCOS 裝置本身預留的空間加裝散熱裝置，從而使SEPCOS 裝置的工作溫度下降到40℃以下。下面將改造方案加以介紹。

（1）確定散熱裝置的組成與功能。加裝的散熱裝置由散熱風扇和控制電路2 部分組成，具體信息見表1。

表1 散熱裝置的組成與功能一覽表

（2）控制電路的設計。該控制電路應具有工作指示和報警指示的功能；風扇短路、斷路時通過蜂鳴器報警，值班人員便于及時處理故障。其電路原理圖見圖1。

圖1 散熱裝置控制電路原理圖

（3）根據電路原理圖，制作散熱裝置，包括加工底板、焊接元器件、組裝、調試等部分。

（4）離線調試成功后，將散熱裝置安裝到2個變電所內進行功能試驗，觀察安裝前后SEPCOS裝置的工作溫度。經過3 個月的數據統計，安裝散熱裝置后，SPECOS 裝置的工作溫度下降到40℃以下。圖2給出了改造前后的實物圖。

圖2 SEPCOS 裝置改造前后實物圖

4 風險應對措施

SEPCOS 裝置技術改造風險應對措施如下：

（1）在風扇上加裝屏蔽罩（網孔直徑1 mm），解決高頻干擾信號，同時還可減少灰塵。

（2）進行干擾試驗，通過功能試驗，即可完成。

（3）散熱裝置控制電路設計有風扇故障和控制電路故障雙重保險，一旦出現故障，保險管熔斷，且報警指示燈亮。該散熱裝置退出運行。

5 結語

SEPCOS 裝置是供電變電系統中的關鍵裝置。該裝置故障將導致斷路器非正常跳閘，嚴重時將導致部分區段內的接觸網斷電，影響運營，因此保障SEPCOS 裝置工作的可靠性至關重要。通過加裝散熱裝置，SEPCOS 裝置的工作溫度降低到了40℃ 以下。SEPCOS 裝置工作溫度的大大降低，改善了該裝置內部電子元器件的工作環境，延長了元器件的使用壽命，提升了該裝置工作的可靠性。

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