高速铁路接触网隔离开关遥控技术探讨
1接触网隔离开关遥控状态
目前高速铁路接触网隔离开关的远程控制主要采用光纤控制的形式,主要是从数字化变电站的概念发展而来。其主要特点是:(1)减少室内外控制电缆数量,从而减少雷电、电磁等外界原因对内部设备的危害;(2)控制信号通过光缆传输,减少了干扰。同时,这种控制形式也带来了新的问题,主要体现在:
①RTU等电子元器件放置在室外控制箱内,运行环境差,元器件损坏率增加。
(2)控制回路、逻辑判断等。变得复杂,环节增多,导致信号假显示等不确定因素增加。
(3) ③RTU、操作机构控制面板等工作电源与工作电源在同一回路。当电源电压不稳定时,各环节的不稳定因素增加。
据不完全统计,高铁开通以来,* * *故障10余次,拒动30余次,道岔位置显示错误100余次。虽经多次整改,但治标不治本,问题和隐患依然存在,问题没有得到根本解决。
2原因分析
2.1接触网隔离开关误动原因如下。
(1)RTU与操作机构的信号连接受到干扰,误触发操作机构的自保持回路,导致开关误动作。发现干扰信号确实存在,尤其是接触网故障时。如海南东环发生接触网隔离开关误操作后,接触网工区及相关人员现场进行测量。外接220 V电源停止后,在此连接线上仍测得40 ~ 90 V的电压。
值得注意的是,隔离开关操作机构与RTU的连接还有一个隐患。如果220 V电源消防和地线接反,RTU出口继电器可能会断零线,更加隐蔽。在恶劣天气下,如果连接线绝缘降低或瞬间接地,会直接导致操作指令错误。
运输过程中,接触网隔离开关操作机构中的加热电路经常报告运行异常;京沪高铁德州、徐州、郑州等地,接触网故障时,隔离开关操作机构中的空气开关跳闸。这从另一个侧面证明了感应电压(电流)确实存在,只是干扰了不同的电路。
(2)操作机构出口控制继电器故障,调度台发出命令后无法操作,但操作机构内部保存操作命令。在后续操作中,出口继电器可能恢复,操作命令将立即动作,导致开关动作。
(RTU的IP地址冲突,导致另一台交换机在操作交换机时出现故障。这种现象多发生在RTU新更换后,是更换人员不小心造成的。
(4)接触网隔离开关控制面板操作按钮和PLC误发命令。京广高铁武广段就出现过这种故障,* * *出现过三次,经过延时处理已经解决。
2.2接触网隔离开关拒动原因(1)隔离开关操作机构中的空气开关跳闸。
A1、A2、B1、B2任一开关跳闸,将导致接触网隔离开关拒动。B1开关是运行中跳闸最频繁的开关,这种现象多发生在接触网故障期间。
(2)电子元件损坏。
(3)传输通道中断。
2.3接触网隔离开关位置信号显示错误的原因
(1)运行过程中,发现牵引变电所自动开关在主备通道切换时容易误发遥信,导致调度台显示错误。
(2) RTU或操作机构电路板受到干扰,显示不正确。
(3)控制电路元件损坏。
错误显示会导致调度员无所适从。如郑州至Xi安高铁运行过程中,接触网分相隔离开关显示合闸,调度员立即拉开开关,但显示操作超时后开关无法拉开。6分钟后,开关再次自动打开。到目前为止,还不知道开关是否真的动作或显示错误。
3个解决方案
解决接触网隔离开关误操作、拒操作、显示错误等问题的基本指导思想是消除干扰,加强控制,这样即使存在干扰也不会误操作。除了规范施工和接地,没有其他好的方法消除干扰,所以主要还是要以加强控制为主。
3.1防止接触网隔离开关误操作。
高铁接触网隔离开关现有控制方式下的防误操作措施主要有三点:一是借鉴电缆直接控制方式的优点,不操作断开操作电源,实现电机控制回路的双重控制;二是控制命令的双口输出;第三是操作电机电路的自保持功能的延迟释放。
操作机构箱控制电机回路空气开关B1增加遥控操作机构,实现调度遥控操作,不操作时关闭开关。取消开关A2和B2。
开关与控制指令出口接触器串联,在电机电路中起到双重控制作用,大大降低了干扰信号造成误操作的概率。
RTU出口继电器改为双节点,220 V控制命令的火线和地线同时断开。双口输出比单口输出减少了干扰造成的误操作概率。
定期释放操作机构箱中闭锁继电器的自保持功能,避免操作时不动,无操作时误动作。
3.2防止接触网隔离开关拒动的措施
给开关B1增加操作机构遥控,既杜绝了误操作,又达到了一举两得的效果。开关A2和B2取消,开关B1正常处于断开状态,不再跳闸。所有低压空气开关应配有辅助触点,位置信号应传送至调度台。
3.3防止开关位置显示不正确的措施
(1)接触网隔离开关的监视屏直接与SCADA相连,不再经过综合自动开关。
(RTU和操作机构的控制模块在自检中报警。当模块不能正常工作时,会向调度台报警。此时,开关动作的所有遥信信息将被忽略。
(3)当B1开关处于断开状态时,操作电源未接通,此过程中接触网隔离开关的动作信号一般可判断为错误信息,忽略不计。同时增强调度员判断接触网隔离开关是误操作还是误操作的方法。
4结论
(1)分析了光纤控制方式下接触网隔离开关误动、拒动、不显示的原因,提出了改进措施,供设计人员参考。
(2)接触网隔离开关遥控存在的问题也说明光纤控制和电缆直接控制两种形式各有优缺点,应该相互借鉴,取长补短,逐步完善。接触网隔离开关的远程控制需要系统设计,不能完全依赖不同厂家产品的简单叠加。
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