交直流屏直流设备欠压故障分析

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1、交直流屏直流设备欠压故障分析（长沙市轨道交通运营有限公司410000）摘要：交直流系统是轨道交通变电系统的重要组成部分，其运行的稳定性直接关系到地铁供电的安全。木文针对长沙地铁变电所某厂家供货的交直流屏调压装置故障，就其过程、方法及原因展开分析并提供解决方案，以期提供类似麥丐。关键词：交直流屏；地铁变电；调压装置；故障分析一、系统介绍长沙地铁直流屏釆用两路AC380V交流输入，两路交流电取自交流屏的两段母线，通过互锁接触器，两路电源互为备用，当一路交流异常时，自动切换到另一路交流供电。交流输入到直流模块，保证

2、直流模块始终正常运行。正常供电时，直流模块输出到合闸母线，对蓄电池组进行充电或浮充电，同时通过调压硅链降压，输出到控制母线，各馈出回路接入控制母线，为全所经常性直流负荷提供电源。蓄电池接入合闸母线，向冲击负荷供电。当交流失电，直流模块无输出时，蓄电池不间断的通过硅链降压后，输出到控制母线，为全所经常性直流负荷提供电源。系统二次线的控制回路直流电源，主监控器的供电电源等，取自控制母线，直流电压DC110V。系统原理图如图1:图1系统原理二、故障概况1）2016年3月28H下午15点33分长沙地铁A站发生直流馈出

3、电压欠压故障，造成该站211、212、213、214直流断路器跳闸，联跳邻所两个站的211、212、213、214直流断路器，导致三个站上下行接触网四个供电分区停电。实测现场设备直流屏馈出电压只有84.5V左右，输出欠压；说明控制母线电压欠压，测量合母电压为121V,说明充电、电池电压正常；调压硅链7级降压，判定硅链调压系统存在故障。进一步检查，发现转换开关接线端子严重锈蚀，在自动调压模式下，档位失效无法调压，硅链直接降压7档，控母电压降至最低。2)2016年4月11日早上8点50分长沙地铁B站发生直流馈出电

4、压欠压故障。造成该站213、214直流断路器跳闸，联跳邻所站211、212直流断路器，导致两站上下行两个接触网供电分区停电。现场发现直流屏馈出电压只冇85V左右，输出欠压。经查直流屏主监控供电异常，导致调压硅链调压不可控，直流供电电压直接降到85V左右。进一步检查，发现直流供电输出欠压导致24V电源适配器损坏，导致主控失电不工作。三、故障原因分析及技术问题1、原因分析1)A站出现的欠压故障，主要是因为交直流屏较为关键的器件一转换开关的严重锈蚀，最终导致转换开关的调压档位失效，硅链调压控制功能失灵，造成硅链全级

5、7级降压35V,直接把电压调至最低。最后造成的结果就是直流屏控母输出欠压，电压低至75V左右，低于直流断路器合闸线圈保持电压邻界值，导致直流断路器跳闸。2)B站出现的欠压故障，主要是因为交直流屏关键的器件一主监控供电电源的损坏、导致主监控不工作，相关数据的接收及指令下发失效，主监控无法实吋监控到整个调压装置的状态，造成硅链全级7级降压35V，直接把电压调至最低。最后造成的结果就是直流屏控母输出欠压，电压低至78V左右，低于直流断路器合闸线圈保持电压临界值，导致直流断路器跳闸。2、存在的问题1)设备安装前期环境

6、潮湿严重，导致部分设备锈蚀，影响相应设备的功能实现。2）调压硅链冗余度不够，一旦出现问题，将失去直流电压的调节功能，对设备的安全运行带来非常大的风险。3）调压硅链在调整直流电压过程中，调整的最低电压低于设定值，存在不稳定调压情况发生，严重影响设备安全可靠运行。4）交直流屏关键设备在防潮措施上存在漏洞，导致设备存在严重锈蚀的情况，为后期的运行埋下非常大的隐患。3、关键设备的功能整个调压装置由降压硅链、转换开关、硅链控制器、主监控、电源适配器等组成。调压硅链由7组大功率的二极管串联组成，每组二极管可降压5V,整体

7、可降压35V。硅链控制器采用大功率的继电器组成，继电器供电采用12V直流电源供电，主要调节7组大功率的二极管的自动投入组数。转换开关用于实现手动调压和自动调压的切换功能，手、自动调压均7档可调。主监控用于处理整个调压装置的数据采集及下发相关指令。24V电源适配器为主监控器供电。工作原理框图如下图2所示。图2工作原理图四、解决措施及结论1、结合现场反馈的状况，经故障原因分析后，为避免相同的问题造成同一故障再次发生，同时满足现场供电需求，需将站内直流屏中主监控供电电源适配器进行更换。2、结合现场反馈的状况，经故障

8、原因分析后，为避免相同的问题造成同一故障再次发生，同时满足现场供电需求，将交直流屏存在诱蚀的转换开关进行更换。3、因为整个调压装置是由不同的器件组成，单个关键器件的故障会影响整个硅链的调压输出，为保证控制母线最低电压需求，将对硅链的调压档位，由原来的7级硅链改为3级硅链参与调压输出。4、考虑到现场设备已投入运行，为使整个改造过程做到最经济，用吋最短，工作量较少，对设备的改动最少，减少设备的损害，把硅