广州地铁八号线磨碟沙-中大区间牵引网压监测分析

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1、广州地铁八号线磨碟沙-中大区间牵引网压监测分析黄伟武何冬冬钟炳棋（广州地铁集团有限公司广东广州510000）摘要：近年来广州地铁八号线磨碟沙-中大区间多次发生列车IGBT爆裂，引起变电所DC1500V直流开关Imax/Al保护动作[1],直流开关跳闸后重合闸成功。针对此故障现象，在故障原因分析过程中，存在牵引网压过高导致列车IGBT爆裂的可能性。为论证该可能性是否真实存在，有必要对牵引网压进行监测分析。关键词：广州地铁；牵引供电系统；牵引网压；IGBT1引言在地铁供电中，牵引整流机组将AC33kV交流电流整流为比较稳定的直流电流，用以提供车辆以及车载设备用电。地铁供电的安全性和可靠

2、性主要取决于牵引供电系统当中所有设备的运行状态。牵引整流机组则是牵引供电系统中重要的组成部分，包括牵引整流变压器与整流器。对地铁牵引供电系统牵引M压监测分析，首先需了解牵引供电系统中牵引整流机组的工作原理及相关技术参数。通过收集现场牵引网压实测数据，与牵引整流机组技术参数进行对比，判断牵引网压是否符合设计要求，是否满足列车相关元器件参数要求。2整流机组概述在牵引供电系统中，整流变压器将电源从AC33kV降到AC1180V，经整流器转换成DC1500V电源，进而向接触M供电。每座牵引变电所内均有一套整流机组，整流机组由整流变压器和整流器组成。广州地铁八号线大部分牵引变电所的整流机组由

3、4台6脉波三相整流桥组成，其中每两个6脉波三相整流桥并联组成12脉波整流机组。12脉波整流机组其中一个三相整流桥接向整流变压器的二次侧星形绕组，另一个三相整流桥接向整流变压器的二次侧三角形绕组。每台整流变压器二次侧星形绕组和三角形绕组相对应的线电压相位错开π/6,便可以得到两个三相桥并联组成的12脉波整流电路。当供给两台12脉波整流器的整流变压器高压网侧并联的绕组分别采用&pluSmn;7.5°外延三角形联接时，两套整流机组并联运行构成等效24脉波整流。2.1整流器主要技术参数额定功率(单台):3000kW额定交流电压：1180V额定直流电压：1500V空载电压：&l

4、e;1800V额定直流电流••2000A(3000kW)电压调整：当直流负荷从0.5%到300%范围内变化时，电压变化为线性，如表1所示。表1直流负荷与电压变化关系表负荷电压0.5%le不超过1640V100%le1500V300%le不低于1320V2.2整流机组输出电压、电流情况分析(1)理论汁算整流变各电压档位变比：第1档：29.36第2档：28.66第3档：27.96(额定档)第4档：27.26第5档:26.56由于目前八号线各站电压档均设置在额定档3档，下面以客村整流机组为例进行计算分析:客村整流变使用第3档，额定变比k=27.96,一次侧电压为Ul=33kV,根据变比可

5、计算出其二次侧电压：U2=Ul/k=33000/27.96=1180V八号线整流设备使用的是由4个6脉波整流器枳组成的24脉波整流器。在整流器的交流侧施加U2=1180V的电压，根据24脉波整流电路整流原理及计算公式［2】：3.2牵引网压实测数据分析根据以上客村、磨碟沙和中大牵引所网压、电流实测数据对比分析，可得出以下结论：（1）按照整流器技术参数规定的输出电压DC1000V-1800V标准要求，在空载条件下，各牵引所的网压基本保持在DC1633V-1700V之间，满足GB50157-2013《地铁设计规范》15.1.19规定：直流1500V标称电压下，最高短时（5min）持续电压

6、为1950V相关技术规范。（2）通过表2的统计结果可知，网压超过DC1800V的时间点为2015年8月20日05:47、8月24日23:51、8月25日00:10,该时段内车次较少，是地铁运营的低峰期，接触网无法吸收列车制动的冋馈电能，列车再生制动冋馈的电能不易被其它列车消耗，但根据列车的特性，当网压超过1800V,列车制动电阻将会启动（启动值为≥1800V）,制动电阻消耗掉过剩的电能，因此我们看到最高峰点一般出现在用电低峰，并且超过1800V后即随之下降，此吋为制动电阻起效，以保证牵引系统输入电压在设备安全运行允许的范围内。根据运营经验，极少出现列车在该时间段内发生IGBT

7、爆裂故障。（3）在用电高峰，区间内一般不止一辆列车，并且整个电网（包括外部电源）都处在用电高峰，无论是从输电网络的电压、接触网或艽他车辆消耗吸收能力的角度分析，在高峰期网压相对较低，很难达到1800V。（4）根据5天的各牵混所馈线电流录波数据统计表可得知，当列车取流达到最大值吋，对应的网压测量值仍保持在DC1437V-1640V之间，电压变化范围满足整流器“直流负荷与电压变化关系表”要求。4列车IGBT参数分析图11FZ800R33KF2C广州地铁二、八号线电客车主要