關(guān)于地鐵牽引整流器加裝雙溫度傳感器必要性的探討與實(shí)際應(yīng)用

謝華輝

【摘 要】地鐵牽引變電所通過整流變壓器和整流器將AC33kV電源轉(zhuǎn)換成DC1500V電源向接觸網(wǎng)供電，為地鐵提供動(dòng)力能源。其中整流器本體設(shè)置的溫度保護(hù)用于監(jiān)視元件散熱器的溫度。一臺(tái)整流器配備一個(gè)PT100溫度傳感器裝置，當(dāng)單個(gè)PT100溫度傳感器元件出現(xiàn)故障，易造成超溫報(bào)警和超溫跳閘誤觸發(fā)繼而對(duì)應(yīng)的整流機(jī)組退出運(yùn)行的情況，影響直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及可靠性，因此加裝雙溫度傳感器有利于提高整流器溫度保護(hù)的可靠性，雙溫度傳感器于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果良好。

【關(guān)鍵詞】整流器；雙溫度傳感器；可靠性；實(shí)際應(yīng)用

引言

地鐵線網(wǎng)大發(fā)展的過程中，直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性尤為重要。下文通過溫度傳感器工作原理、溫度保護(hù)出口路徑等多方面來分析加裝雙溫度傳感器的必要性及可行性，同時(shí)介紹雙溫度傳感器于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況。

一、事件背景

2017年5月13日運(yùn)營(yíng)期間某號(hào)線某站1#整流器R11觸發(fā)超溫報(bào)警（>100℃），隨后觸發(fā)超溫跳閘（>130℃），33kV系統(tǒng)1#整流機(jī)組106開關(guān)跳閘，1#整流機(jī)組退出運(yùn)行，由2#整流機(jī)組供電，但若2#整流機(jī)組出現(xiàn)故障，將影響較大，影響地鐵營(yíng)運(yùn)。經(jīng)過變電技術(shù)人員檢查及分析，判斷超溫報(bào)警及跳閘的原因?yàn)镻T100溫度傳感器故障，緊急更換后設(shè)備恢復(fù)正常。

二、整流器溫度保護(hù)分析

（一）PT100溫度傳感器工作原理

PT100電阻為鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0℃時(shí)它的阻值為100歐姆，在100℃時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而勻速增長(zhǎng)。

（二）整流器溫度保護(hù)出口路徑（以廣州地鐵七號(hào)線為例）

PT100溫度傳感器安裝在整流器上端，利用PT100熱電阻的工作原理將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳輸至I4溫度采集模塊，I4溫度采集模塊將采集信號(hào)傳輸至I1模塊邏輯分析，繼而通過如下兩種途徑輸出保護(hù)信號(hào)。當(dāng)溫度達(dá)到100℃觸發(fā)超溫報(bào)警，當(dāng)達(dá)到130℃觸發(fā)超溫跳閘。

超溫跳閘動(dòng)作出口：I1模塊將整流器故障總信號(hào)通過硬接線傳輸至DY2繼電器盒的，繼而通過硬線傳輸至33kV F650保護(hù)模塊，觸發(fā)33kV開關(guān)柜跳閘；

超溫報(bào)警、跳閘信息出口：I1模塊將各類保護(hù)信號(hào)通過485線直接傳輸至SCADA，在SCADA可以顯示具體哪種保護(hù)出口。

保護(hù)信息傳輸路徑如下圖所示：

三、結(jié)合實(shí)例分析加裝雙PT100傳感器可行性

廣州地鐵七號(hào)線牽引系統(tǒng)整流器為西安永電公司產(chǎn)品，該產(chǎn)品每個(gè)整流器柜溫度保護(hù)設(shè)置1個(gè)溫度傳感器PT100，從提高供電正常運(yùn)行可靠性出發(fā)，可考慮每個(gè)整流器柜上設(shè)置雙PT100溫度傳感器，分別安裝在相近的二極管散熱器上方。

2個(gè)PT100傳感器將溫度信號(hào)傳輸至I4溫度采集模塊（I4溫度采集模塊設(shè)置有2個(gè)采集輸入口，原設(shè)計(jì)已用1個(gè)，預(yù)留1個(gè)），I4溫度采集模塊把2個(gè)PT100溫度采集信號(hào)輸入至PLC I1模塊后，超溫報(bào)警邏輯取“或”門的邏輯關(guān)系，超溫跳閘邏輯取“與”門的邏輯關(guān)系：

1）任意單個(gè)PT100溫度傳感器檢測(cè)到超溫100℃后，啟動(dòng)溫度保護(hù)告警出口；

2）單PT100溫度傳感器檢測(cè)超溫130℃后，另一個(gè)PT100溫度傳感器未檢測(cè)到超溫130℃，不啟動(dòng)溫度保護(hù)動(dòng)作出口；

3）雙PT100溫度傳感器同時(shí)檢測(cè)超溫130℃后，啟動(dòng)溫度保護(hù)動(dòng)作出口。

其保護(hù)信息傳輸路徑及簡(jiǎn)單邏輯示意圖如下：

四、雙PT100溫度傳感器的實(shí)際應(yīng)用

廣州地鐵七、九號(hào)線已全面加裝雙PT100溫度傳感器，雙PT100溫度傳感器功能測(cè)試正常，整流器設(shè)備運(yùn)行正常，加強(qiáng)了整流器可靠性及穩(wěn)定性。雙PT100溫度傳感器安裝圖及人機(jī)界面顯示圖如下：

結(jié)語

綜上所述，雙溫度傳感器應(yīng)用于地鐵牽引整流器，有利于保障直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。雙溫度傳感器已優(yōu)先應(yīng)用及測(cè)試于廣州地鐵七、九號(hào)線，各項(xiàng)功能正常，效果顯著，提高了整流器設(shè)備的可靠性及穩(wěn)定性，推薦應(yīng)用到各地鐵線路實(shí)際中去。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：廣州地鐵集團(tuán)有限公司）