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城市轨道交通直流综合保护电源故障分析与整改策略研究
摘要:为解决城市轨道交通直流综合保护电源系统中的故障问题,本文以南京地铁S8号线为例,对直流综合保护电源系统故障案例进行深入分析。研究发现,故障主要由电源端子的潜在问题引起,特别是接触不良。基于此,笔者提出了一系列针对性的整改措施,并对其效果进行评估,以期为轨道交通系统的稳定运行和故障预防提供有效参考。
关键词:城市轨道交通;直流综合保护电源系统;故障分析;整改策略
一、S8号线直流综合保护电源系统概述
S8号线的直流综合保护系统,其主要作用是确保牵引供电的连续性和安全性。该系统通过一系列直流开关柜保护装置来控制和监视直流牵引供电系统,从而为轨道交通提供动力。直流综合保护系统不仅负责常规供电任务,还要在电源异常时提供保护,避免电力故障对服务造成影响。
系统的设计以高度的冗余和可靠性为特点,以应对多种潜在的电力故障。综合保护功能包括过电压、欠电压、短路等保护措施,它们通过实时监控和自动控制来预防和响应各种故障情况。当发生故障时,能迅速切断故障线路,避免故障升级。
S8号线的直流综合保护系统经历了多次升级和优化,以适应不断发展的城市轨道交通需求。系统的稳健性在日常运营中至关重要,任何故障都必须快速诊断和解决,以最小化对乘客服务的影响。因此,系统的维护和改进工作是保障轨道交通顺畅运行的重要环节。
二、S8号线故障案例分析
在S8号线的运维历程中,一起典型的故障案例发生在2021年1月25日,当时大厂站的212直流进线开关突然报告分闸。这一意外分闸并未伴随保护动作告警,导致该情况在初期并未被立即察觉。工班抢修人员在现场确认后发现212开关确实处于分位状态,此时距离故障发生已过去数分钟。
故障经过分析显示,该事件发生前的23:40,工班成员已到达现场,准备进行S8A3-25-03施工作业。在23:48的时候,开关柜上柜门被打开,随即212开关发生跳闸。随后的现场检查中,并未发现保护动作的报文,工班成员随即向电调报告,并计划在请点停电后进一步检查。
在接下来的分析中,虽然现场检查了212直流开关设备,并未发现保护动作信息及故障录波信息,但是在开关分闸的同时,记录到了“多功能装置出线错误”的报文。结合开柜门时的跳闸现象,初步判断保护电源端子可能因松动,在外力震动下瞬时失电,造成保护装置的失电重启。
通过细致的后续检查,包括使用万用表和现场震动模拟,抢修人员排除了接触不良的可能性。分析了类似历史事件,并进行了与过去故障现象的比较,最终得出结论,此次故障是由保护电源端子的潜在问题引起,尽管现场测试并未直接指出问题所在。此次事件的处理不仅包括了立即的现场响应,还引发了对整个系统的深入检查和后续的整改措施。
三、故障原因深度剖析
对S8号线大厂站212开关意外分闸事件的深入剖析揭示了故障原因并非表面的电气故障,而是更深层次的系统脆弱性。尽管初步检查没有直接发现保护动作或故障录波信息,进一步的分析指向了保护电源端子可能的松动作为主要嫌疑。事故发生时捕获的“多功能装置出线错误”报文,以及对历史类似故障的梳理分析,增强了这一猜测。
在细致排查212开关的X3端子后,虽然用万用表和现场震动模拟测试未能发现明显的接触不良,但综合考虑之前类似故障的经验,技术组提出了一个假设:细微的接触不良或端子松动可能在正常操作中不易被发现,但在特定条件下,如开关柜门时的震动,可能会引起短暂的失电,导致保护装置失效。
对比了历史上发生的几起跳闸事件,特别是20190723方州站211的跳闸事件中,保护失电故障现象曾被保富厂家在现场模拟出来。这进一步证实了端子接触不良是可能的故障诱因。与此同时,历史故障处理中采取的端子接触不良处理措施和保护装置的死机故障处理,提供了应对故障的临时解决方案。
由于未能发现直接的物理证据,故障原因的剖析侧重于历史数据的分析和可能性推断。最终,技术组的整改措施集中在加强端子的稳固性和保护电源的可靠性上,以预防类似情况的再次发生,确保系统的稳定运行。
四、整改措施与效果评估
在对S8号线直流综合保护电源系统的故障原因进行深入剖析之后,技术组采取了一系列整改措施以确保系统的可靠性和安全性。整改措施主要集中在加强直流保护电源端子的稳定性和可靠性上,以防止类似的端子松动或接触不良导致的故障。
首先,针对端子短接片可能出现的接触不良问题,技术组在历史故障点进行了详细的排查和修复。如图1所示,短接片的末端有可能因施工安装不当导致变形,引起接触不良。技术组对比了正常短接片和发生故障的短接片,识别出可能的变形问题,随后对这些短接片进行了重新固定和调整。
然后,技术组对全线X3保护电源端子的进线位置进行了调整,如图2所示。这一措施是基于20190723故障排查时的发现,即短接片的末端可能因翘起而导致接触不良。通过对故障短接片和正常短接片的对比分析,发现了个别施工安装时裁剪不当导致的尾端变形,可能会引发接触不良。
此外,除了原有的短接片供电外,技术组增加了一组短接线并联,形成双重保险机制,以彻底消除因端子接触不良引起跳闸的隐患,如图3所示。这样,即便主要的短接片出现问题,备用的短接线也能保证电源的稳定供应。
效果评估方面,整改措施执行后,对系统进行了多轮测试,以确保改进的有效性。经过一系列模拟故障测试和日常运行的观察,未再发现因为端子问题导致的分闸事件,显示整改措施取得了预期效果。技术组对端子内部构造的改进增加了系统的稳健性,也提高了整个保护系统的可靠度。
最终,通过这一系列整改措施,S8号线的直流综合保护电源系统的稳定性得到了显著提升,从而为轨道交通系统的安全运行提供了更坚实的保障。随着改造进度表的逐项完成,直流系统的稳定性能有了显著提高。
五、经验教训与未来工作
1. 故障预防与检修作业改进
S8号线直流综合保护电源系统的故障案例分析揭示了维护与检修作业的关键性。故障预防的第一步是实施更加严格的检查程序和更高标准的作业质量控制。技术组采取了系统性的检查策略,确保每一个电源端子的固定和接触都符合最新的安全规范。通过引入定期的系统检测和预维护计划,可以在问题发生前及时发现端子和接线的微小变形或磨损。为此,研发了特定的诊断方案,它们能够对系统进行深度分析,准确地识别出潜在的薄弱环节。这一措施不仅提高了故障检测的效率,也为及时的预防性维修提供了强有力的技术支持。
2.全体人员的故障处理与安全评估培训
人为因素在故障处理和安全评估中扮演着至关重要的角色。因此,对全体运维人员的故障处理和安全评估培训成为提升系统可靠性的关键一环。培训计划强调了实际操作技能和理论知识的结合,让工作人员不仅理解故障产生的技术原因,还能够掌握最佳的故障响应流程。通过模拟故障情景的演练,工班人员能够在安全的环境下熟悉各种应急操作,提高处理实际故障的能力。安全评估的培训也被纳入课程,让每位员工都能从风险预判到事故处理的每一个环节,都有清晰的安全意识和实际操作能力。这种全面的培训策略,不仅提升了个人的技能,也加强了团队协作,为确保轨道交通系统的安全运行奠定了坚实的基础。
六、结语
本研究针对南京地铁S8号线直流综合保护电源中的故障进行了深入剖析,揭示了端子接触不良为主要故障诱因。笔者提出的整改措施,包括增强端子稳固性和并联备用电源线,经过实施后有效提高了系统的稳定性和安全性。此外,通过系统性检查策略和全员故障处理培训,进一步强化了系统可靠性。研究结果不仅为S8号线提供了实践指导,也为类似城市轨道交通系统提供了宝贵的经验和教训。
参考文献
[1]杨崇志.轨道交通低压进线开关失压逻辑程序优化[J].集成电路应用,2020,37(11):187-189.
[2]陈梅.高压进线开关柜跳闸事件的分析及处理[J].现代制造技术与装备,2023,59(04):155-157.



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