地鐵供電系統大電流短路試驗方案研究

唐 珂（中國中鐵八局集團電務工程有限公司，四川成都610081）

地鐵供電系統大電流短路試驗方案研究

唐 珂（中國中鐵八局集團電務工程有限公司，四川成都610081）

本文通過在地鐵兩相鄰供電區間內選擇大電流短路試驗短路點和測試點，并引入智能控制箱后臺監控短路設備，以提高試驗效率，保證試驗可靠性、準確性、安全性。

大電流短路試驗；短路點；測試點；智能控制箱

1 引言

地鐵供電系統大電流短路試驗是檢驗供電系統電氣設備穩定性、繼電保護整定值準確性和保護裝置動作可靠性的一項關鍵性試驗。大電流短路試驗安全風險極高，傳統的試驗方法對短路點選擇隨意性大，不能全面、準確的考驗供電設備的保護功能；需人工當地操作開關分合閘，存在較大的設備和人身安全風險。本文通過短接點和測試點優化選擇、加裝智能控制箱的技術創新措施，對傳統試驗方法進行改進。

2 試驗原理

2.1 試驗原理圖（見圖1）

2.2 接觸網短接點選擇

接觸網短接點的選擇應根據理論產生最大短路電流及最小短路電流的地點進行選取，以圖2為例進行分析。

最大短路電流：選取測試點牽引所上網隔離開關外側容易發生短路故障的地點進行短接，該點短路電流理論為最大，可以檢驗大電流脫扣保護是否正確動作。

最小短路電流：考慮到牽引所存在越區供電方式，所以選取最長相鄰的兩個供電區間的遠端容易發生短路故障的地點進行短接，該點作為理論上的最小短路電流，可以檢驗過電流速斷保護或者DDL保護是否正確動作。

圖1 短路試驗接線原理圖

綜上所述：為了更好的體現短路試驗的數據準確性，選擇H至F站區間是最優方案，接觸網短接點和測試點的分布情況如下：

接觸網短接點（越區）：H站～F站區間（下、上行線）靠近F站車站側，測試點選擇在H站。

接觸網短接點（遠端）：G站～F站區間（下、上行線）靠近F站車站側，測試點選擇在G站。

接觸網短接點（近端）：G站～H站區間（下、上行線）靠近G站車站側，測試點選擇在G站。

通過以上短接點和測試點的選擇，實現了所有短路試驗程序全部集中在了兩個相鄰的供電區間，減小了停電范圍、人員及設備轉移時間，保證了在一個停電點（4h）內完成所有短路試驗調試作業。

2.3 智能控制箱

短路試驗分合閘操作加裝智能控制箱，智能控制箱設置在遠離直流開關柜室的控制室。由智能控制箱分別引入直流開關柜短路回路饋線斷路器分/合閘控制回路，以及35kVGIS整流變壓器饋線斷路器分閘的控制回路，見圖3～4所示。

圖3 短路試驗接線平面圖

圖4 智能控制箱圖

3 試驗步驟及方法

下面以越區供電短路方式進行操作分析：

（1）短接點選擇在H站至F站區間下行線F站附近的2131隔離開關饋線側。分H站213、2131、2113開關、分G站213、2131、211、2111開關、分F站213、2131、2113開關，見圖5所示。

圖5 越區供電短路試驗圖（連接鋼軌）

（2）將設計保護整定值錄入保護裝置并固化。

（3）在H站至F站區間下行線驗電，確保在H站至F站區間下行線應無電。

（4）在F站2131隔離開關外側容易發生短路的位置將接觸網與鋼軌短接好，短接線連接應牢固可靠。

（5）將G站的聯絡開關2113合上，接觸網正線聯絡開關3015合上，并確認合閘可靠。

（6）合H站隔離開關2111，合上斷路器211，211斷路器采取智能控制箱進行合閘，其原理見圖6所示。

按下合閘按鈕SB1，1500V直流開關柜斷路器合閘，短路回路接通，同時時間繼電器ST受電，此時正常情況下應該啟動保護跳閘；若此時因保護裝置故障等原因不能保護跳閘，時間繼電器在1s時將直接啟動跳閘回路，將1500V直流開關柜和35kVGIS整流變壓器饋線柜斷路器斷開；若時間繼電器單元也不能正常動作，人工按下SB2緊急分閘按鈕，直接啟動跳閘回路，將開關柜和饋線柜斷路器斷開。

圖6 智能控制箱原理圖

（7）短路試驗數據分析和保護動作情況

短接點與距測試點距離7753m，后臺采集波形見圖7越區供電短路試驗波形圖所示，短路電流峰值為7648A，保護動作數據具體見表1所示。

圖7 越區供電短路試驗電流波形圖

表1 越區供電短路試驗保護動作表

4 工程實例

成都地鐵1、2、3號線系統聯調聯試中采用此試驗方案，短路電流在7000A、9000A、12000A左右時，分別對應保護可靠動作，經設計及監理現場確認，滿足設計要求。同時，縮短了短路試驗時間8h，在地鐵軌行區聯調時間相當緊張的情況下，縮小了近3/4的系統停電范圍，解決了制約地鐵系統大聯調停電點時間不足的瓶頸問題，贏得了業主及監理單位的好評。

5 結束語

地鐵供電系統大電流短路試驗方案以短路點和測試點的選擇為切入點，引入智能控制箱遠端后臺監控，大幅提高了試驗的安全性、可靠性、準確性，試驗方法操作簡便，適合在地鐵供電系統調試中推廣應用。

[1]國網北京電力建設研究院.《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》（GB50150-2006）[S].北京：中國計劃出版社，2006.

U226

A

2095-2066（2016）24-0079-02

2016-7-19

唐 珂（1979-），男，工程師，本科，主要從事電氣自動化工作。