城市轨道交通牵引供电系统故障定位研究

城市轨道交通牵引供电系统故障定位研究

孙先玉杨昌彬

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要:本文针对城市轨道交通牵引故障定位不准原因进行分析，综合考虑牵引网结构、串补是否投入、接地短路方式等因素的影响，提出在牵引网沿线的承力索上安装特殊的传感器，实现了牵引网电流实时监测及故障自动定位功能，缩短故障查找时间，有效提高供电可靠性。

关键词:故障定位；牵引网；故障指示器

随着城市交通拥挤的现象越来越严重，大部分的人出行都会选择地铁这种模式，其主要的原因在于，地铁能够非常好的满足人们的需求，让每一个人都能够更好的出行方便。但是地铁如果出现了问题，那么想要全面的解决，就比较困难。在这种情况下，就需要对地铁的牵引供电系统做出故障定位系统的建设。因此，笔者展开了如下内容探究：

1城市轨道交通牵引供电系统概述及故障定位研究重要性

1.1城市轨道交通牵引供电系统概述

地铁的诞生是为了缓解城市交通的堵塞。因此地铁建设初衷是为了能够让城市的交通变得更加的便利。因此，这是地铁交通规划内容中最为重要的一项。可以说，城市就相当于一个大心脏，传统的交通方式，路面交通就是这个心脏中的一个又一个脉络。而随着车辆的增加，就让这颗心脏的血管发生了堵塞。为了有效的缓解心脏的压力，就需要进行搭桥手术，而地铁线路的修建，就相当于为城市搭桥。也正如搭桥手术一样，一切都要从实际去考虑。地铁线路的建设，要根据当地的情况，进行规划，过多的修建，会导致资金的大量浪费。而且由于各地经费有限，也就让地铁的建设，只能以重要的线路为主。这就需要规划中，能够确定一个顺序，首先是重要性，第二是可建设性。如果只是重要性达标，但是实地情况无法满足修建地铁的要求，也是无法进行地铁线路建设的。而这种规划的最终目的就是能够让城市的交通线路呈现为一种多元化，元层次，多方式的交通系统，有效的保证交通运输。而在地铁中，每一个部分的建设都是非常重要的。因为地铁的科技含量较高，一旦出现问题，就会导致严重的事故。而牵引供电系统，就是行车调度系统中的一个主要内容，其主要是任务是给城市轨道交通进行供电，因此，一旦出现了问题，那么整个地铁系统就会出现严重的问题。在这种情况下，牵引供电系统对于地铁系统而言非常的关键。

1.2城市轨道交通牵引供电系统故障定位研究重要性

但是在目前来看，我国的地铁牵引供电系统本身并不是十分的可靠，偶尔也会出现一定的故障。这种时候，就需要快速的发现故障的所在，从而对其进行全面的维修。但是目前存在的问题有两个：第一个问题就是地铁的线路过长，出现问题的部分不好判断。地铁一般来说是连通了整个城市地下的，所以在出现了问题的时候，想要全面的进行辨别，是非常困难的，往往需要全面的排查，才能确保不会出现问题。第二个问题就是地铁运行过程中，往往难以做到全面的检查。地铁的运行一般是不会中断的，所以在这个过程中，人们提出了天窗作业的办法，但是并不是每一个部分都适合这么进行作业，因此在排查问题的时候，就会出现问题。所以就需要采用故障定位的方式，在发生了故障时候，第一时间报告位置所在，从而更好的完成修理工作。

2原因分析

2.1测距原理影响。根据系统发生故障时测距装置安装处测量的电压和电流量来计算出故障回路的阻抗，然后根据牵引网长度与阻抗成正比的原理，求出装置安装处到故障点的距离，即为阻抗测距方法。受故障点过渡电阻影响，导致测距精度无法提高，为了减少过渡电阻对测距结果的影响，各保护厂家提出了一些改进方法，如电抗法，过零测量法等，但仍然存在电力机车产生的丰富谐波（主要是非整次谐波和大量的非周期量成分）及电力机车本身的过渡阻抗难以滤除的难题。

2.2PT和CT测量误差。互感器本身测量误差不可克服，是影响测距误差的又一个因素。

2.3整定值误差。城市轨道交通故测整定值只是设计院根据理论计算得出，开通前未通过短路试验校验测距装置的准确性、定值的合理性，与实际运行数据存在的一定误差。

3城市轨道交通牵引供电系统故障定位系统组成内容

站端系统：根据南宁供电段的需求，在主站系统上配置故障指示器“四遥”功能，即遥信：发生故障后，故障指示器翻牌并将故障遥信信息发给主站；遥测：故障指示器将负荷电流等遥测数据发给主站；遥调：主站可以远程调整故障指示器的参数；遥控：主站可以远程控制故障指示器故障翻牌后复归；主站系统通过GPRS与站端设备通信，完成数据接入、故障定位及故障信息发布、数据转发等功能。

故障指示器：利用电流互感器的原理来测量线路电流和检测故障的装置，安装在25kV的牵引网系统上，通过感应实时的电流电压值，经过信号检测电路滤波、放大、采保，然后由低功耗单片机做A/D采样，最后计算出负荷电流、短路电流、首半波尖峰电流和接地动作电流值、稳态零序电流、暂态零序电流等。

由于牵引网是承力索和接触线经过吊弦和电连接并联向机车供电的复杂单相供电系统，承力索与接触线间分流情况没有成型的数学模型计算，无法给承力索上的故障指示器整定提供计算依据。同时牵引网的负荷变化大，机车启动、停车、过分相都会产生很大冲击电流。阻抗大，末端短路电流小，接近最大负荷电流。上述情况，会造成故障指示器故障整定电流设定困难，设定過大会造成故障指示器拒动，设定过小在机车启动、过分相时易发生误动作。因此，在故障指示器的短路判定依据里加入了电流突增后牵引网断电的判据。当线路出现短路故障时，牵引变电所保护动作跳闸。故障指示器在检测短路故障电流的同时，如果牵引变电所跳闸接触网断电，则本地翻牌显示。通过设计，故障指示器动作电流可以设定为略大于估算的承力索最大负荷电流，既提高了故障指示器的动作灵敏度，又可以有效避免接触网末端短路电流较小指示器拒动。因机车启动、停车、过分相时，冲击电流虽然很大，但因接触网不断电，所以故障指示器不会动作，防止了冲击电流造成的故障指示器误动作。当线路出现短路故障时，故障指示器可以检测到短路故障电流，如果符合特定的短路故障判据，则本地翻牌显示。

4结束语

随着人们生活上的极大富余，私家车的数量越来越多。这就让我国的交通拥挤情况越来越严重。为了改变这种状况，城市轨道交通的建设，成为了当前最重要的课题之一。但是当前的城市轨道交通建设还不够完善，尤其是地铁的修建。我国当前的地铁主要线路还集中在一线城市，许多二线城市的地铁网并不发达，对缓解交通压力方面的作用微乎其微。所以，为了能够让城市更好的发展，就需要进行一个全方位的地铁网的建设。同时也要注意地铁的安全性，这样才能够让人们安全出行，放心出行。因此，本文提出了上述内容，希望我国的地铁相关部门能够谨慎参考，做好地铁的相关工作，这样才能满足人们的需求，同时，这也是我国政府的要求。毕竟，我国是一个人道主义国家，不能拿人民的生命开玩笑。

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