試論高速鐵路接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動控制技術(shù)論文
1 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動現(xiàn)狀
目前高速鐵路接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動控制主要是光纖控制形式.光纖控制形式主要借鑒數(shù)字化變電所理念發(fā)展而來，主要特點(diǎn)是: ( 1) 減少了穿越戶內(nèi)戶外控制電纜的數(shù)量，從而降低了外部原因如雷電、電磁等對所內(nèi)設(shè)備的危害; ( 2) 控制信號采用光纜傳輸，減少了干擾。該控制形式同時也帶來了新問題，主要體現(xiàn)在:
�、賀TU 等電子元件置于戶外控制箱內(nèi)，運(yùn)行環(huán)境差，元器件損壞率增高。
�、诳刂苹芈�、邏輯判斷等變得復(fù)雜，環(huán)節(jié)增多，導(dǎo)致信號誤顯示等不確定因素增多。
�、跼TU、操作機(jī)構(gòu)控制板等工作電源與操作電源同路，在電源電壓不穩(wěn)定時，造成各個環(huán)節(jié)不穩(wěn)定因素增多。
據(jù) 不完全統(tǒng)計，自高鐵開通以來，共出現(xiàn)誤動10多次、拒動30 余次、開關(guān)位置誤顯示100 余次，雖經(jīng)過多次專項(xiàng)整治，但治標(biāo)不治本，問題和隱患依然存在，沒有從根本上解決問題。
2 原因分析
2. 1 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)誤動原因，接觸網(wǎng)隔離開關(guān)誤動原因有以下幾點(diǎn)。
( 1) RTU 與操作機(jī)構(gòu)信號連線受到干擾，從而誤觸發(fā)操作機(jī)構(gòu)自保持回路，導(dǎo)致開關(guān)誤動作。運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，干擾信號確實(shí)存在，尤其在接觸網(wǎng)故障時，干擾信號最強(qiáng)烈。如: 海南東環(huán)線發(fā)生接觸網(wǎng)隔離開關(guān)誤動后，接觸網(wǎng)工區(qū)會同相關(guān)人員在現(xiàn)場進(jìn)行測量，停掉外部220 V 電源后，依然在此連接線處測量到40 ～ 90 V 電壓。
值得注意的是，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)與RTU 連線還存在另一隱患，如果220 V 電源火、地線接反，RTU 出口繼電器可能斷的是零線，隱患更大。在惡劣天氣下，如果連線絕緣降低或瞬間接地，將直接導(dǎo)致誤發(fā)操作命令。
運(yùn) 行中，接觸網(wǎng)隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)加熱回路經(jīng)常報非正常工作; 京滬高鐵德州、徐州、鄭州等多個處所，當(dāng)接觸網(wǎng)故障時，隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)空氣開關(guān)發(fā)生跳閘。這從另一個側(cè)面印證了確實(shí)有感應(yīng)電壓( 電流) 存在，只不過是干擾了不同的回路。
( 2) 操作機(jī)構(gòu)出口控制繼電器故障，當(dāng)調(diào)度臺發(fā)出命令后不能執(zhí)行操作，但操作機(jī)構(gòu)內(nèi)部保持了這個操作命令。在隨后運(yùn)行中，出口繼電器可能恢復(fù)，操作命令隨即作用導(dǎo)致開關(guān)動作。
( 3) RTU 的IP 地址沖突，導(dǎo)致操作開關(guān)時另一個開關(guān)誤動。此現(xiàn)象多發(fā)生于新更換RTU 后，因更換人員不精心所致。
( 4) 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)控制屏操作按鈕、PLC 誤發(fā)命令。此類故障發(fā)生在京廣高鐵武廣段，共發(fā)生過3次，經(jīng)過延時處理已得到解決。
2. 2 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)拒動原因( 1) 隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)空氣開關(guān)跳閘。
A1、A2、B1、B2四個開關(guān)中任一開關(guān)跳閘，都會導(dǎo)致接觸網(wǎng)隔離開關(guān)拒動。運(yùn)行中跳閘最多的是B1開關(guān)，此現(xiàn)象多發(fā)生于接觸網(wǎng)故障時段。
( 2) 電子元器件損壞。
( 3) 傳輸通道中斷。
2. 3 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)位置信號誤顯示原因
( 1) 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，牽引變電所綜自交換機(jī)在主備通道切換時易誤發(fā)遙信信號，造成調(diào)度臺誤顯示。
( 2) RTU 或操作機(jī)構(gòu)線路板受干擾誤顯示。
( 3) 控制電路元器件損壞。
誤顯示會造成調(diào)度人員不知所措，如: 鄭西高鐵運(yùn)行中接觸網(wǎng)分相處隔離開關(guān)顯示合閘，調(diào)度人員馬上進(jìn)行分閘操作，但顯示操作超時不能分閘，6min 后，開關(guān)又自動分閘，至今不知是開關(guān)真的動作還是誤顯示。
3 解決措施
解決接觸網(wǎng)隔離開關(guān)誤動、拒動、誤顯示問題的基本指導(dǎo)思想，一是消除干擾，二是強(qiáng)化控制，即使干擾存在也不會誤動。消除干擾除標(biāo)準(zhǔn)施工及認(rèn)真做好接地外，目前尚無其他好辦法，因此，應(yīng)主要側(cè)重于強(qiáng)化控制。
3. 1 防止接觸網(wǎng)隔離開關(guān)誤動
在現(xiàn)有高鐵接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的控制方式下，防止誤動的措施主要有3 個: 一是借鑒直接電纜控制方式的優(yōu)點(diǎn)，不操作的情況下斷開操作電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制回路的雙重控制; 二是控制命令雙端口輸出; 三是操作電機(jī)回路自保持功能的延時釋放。
操作機(jī)構(gòu)箱控制電機(jī)回路空氣開關(guān)B1增加遠(yuǎn)程操作機(jī)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)調(diào)度的遠(yuǎn)程操作，不操作時斷開此開關(guān)。取消A2、B2開關(guān)。
該開關(guān)與控制命令出口接觸器串聯(lián)，起到了電機(jī)回路的雙重控制作用，大大降低了干擾信號導(dǎo)致誤動的概率。
將RTU 出口繼電器改為雙節(jié)點(diǎn)，同時斷開220 V控制命令的火、地線，雙端口輸出比單端口輸出降低了干擾帶來的誤動概率。
將操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)自保持繼電器的自保持功能定時釋放，避免在操作時不動，而沒有操作時誤動。
3. 2 防止接觸網(wǎng)隔離開關(guān)拒動措施
在B1開關(guān)增加操作機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)動，不僅消除誤動，且達(dá)到一舉兩得的作用，取消了A2、B2開關(guān)，B1開關(guān)正常處于分閘狀態(tài)，不再引起跳閘。所有低壓空氣開關(guān)應(yīng)配置輔助接點(diǎn)，位置信號傳調(diào)度臺。
3. 3 防止開關(guān)位置誤顯示措施
( 1) 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)監(jiān)控屏與SCADA 直接相連，不再經(jīng)過綜自交換機(jī)。
( 2) RTU、操作機(jī)構(gòu)控制模塊自檢報警，當(dāng)模塊不能正常工作時，向調(diào)度臺報警，此時，所有開關(guān)動作遙信信息將被忽略。
( 3) 當(dāng)B1開關(guān)處于分閘狀態(tài)時，操作電源不被接通，此過程中出現(xiàn)的接觸網(wǎng)隔離開關(guān)動作信號一般可以判斷為誤信息而忽略。同時，增強(qiáng)調(diào)度人員判斷接觸網(wǎng)隔離開關(guān)是誤動還是誤顯示的辦法。
4 結(jié)束語
( 1) 對光纖控制方式下接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的誤動、拒動、無顯示的原因進(jìn)行分析，提出改進(jìn)措施，供設(shè)計者借鑒。
( 2) 接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動存在的問題同時說明，光纖控制、電纜直接控制兩種形式各有利弊，應(yīng)相互借鑒，取長補(bǔ)短，逐步完善。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)動需要系統(tǒng)的設(shè)計，而不能完全依靠不同廠家產(chǎn)品的簡單搭接。
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