摘要：随着国民经济的迅速发展，人们对供电连续性、可靠性的要求越来越高。低压配电系统为车站专业设备和车站地下站厅站台照明及设备房间照明提供电能，是保障行车设备功能正常和行车安全的关键系统。自投自复功能使低压配电设备在供电系统出现异常情况时快速恢复对车站重要负荷的供电，可靠稳定的自投自复功能对于地铁的安全稳定运营至关重要。
关键词：地铁动力电源；自投自复功能；故障分析；解决措施
随着城市地铁轨道网建设范围的广泛，人们对于城市地铁列车的数量和运行频率需求量也越来越大。一般的城市地铁主线路供电系统，不但已经不能满足和支持地铁列车的正常运行，还会造成由于电流输出过大造成地铁主线路系统电路短路，则如何落实地铁400V动力电源自投自复功能在实际地铁线路中的使用，成为未来城市地铁部门现代化发展的重要关卡。故本文将对地铁400V动力电源自投自复功能故障解决方案进行叙述，提高动力电源自投自复功能的服务质量水平，确保城市地铁列车的正常运行。
一、地铁400V动力电源自投自复功能概述
（一）自投自复功能原理
城市地铁主线路供电系统中采用的是双电源供电运作模式，即两个动力变压器分别控制QF1、QF2组成独立的线路，在I段母排、Ⅱ段母排和另一个QF3相互连接形成供电环路。在这种供电方式下，某一母排发生故障时，并不影响另一段母排的运行。地铁400V动力电源自投自复功能在运作时，会根据双电源供电情况的不同采取不同的动作，发挥着在非母排故障造成母排失压的情况下，有效的将失压母排置于正常母排下方，确保地铁列车供电正常的功能。一般地铁400V动力电源自投自复有两种动作情况:第一种是QF1上端处无压而QF2上端有压的情况，自投过程:分断QF1并将QF3合上，将电流负荷从I段母排过到Ⅱ母排，自复过程:在QF1从无压状态变为有压状态后，分断QF3并合上QF1，恢复正常供电;而第二种是QF1上端有压而QF2上端无压的情况，自投过程:分断QF2并将QF3合上，将电流负荷从II段母排过到I段母排，自复过程:在QF2上端从无压状态变为有压状态后，分断QF3并合上QF2，恢复正常供电。
（二）自投自复功能实现
地铁400V动力电源自投自复功能控制回路设计，主要包括着欠压继电器、PLC、开关位置信号回路和分合闸控制回路四部分。设计概述:在地铁主线路供电系统中，选取某一独立线路的QF分成四线上端A相、B相、C相和N，并都与欠压继电器、PLC相连接，通过欠压继电器将缺相、欠压信号输入至PLC，由PLC设备进行与外界数据交换，作为开关位置信号输入和分合闸控制输出的转化中心实现地铁400V动力电源自投自复的供电功能。在地铁400V动力电源自投自复功能投入实际应用中，回路欠压继电器会对1段进线QF1开关上端的电压进行时刻监测。此外，若是单相或三相达到欠压继电器中原本设定的定值时，便会触发欠压继电器的开关，进而PLC受到欠压继电器发出的信号。并与此同时，结合其收到的开关位置信号状态数据，作出相应分合闸控制输出的操作，进而实现地铁400V动力电源自投自复功能的操作。
二、地铁400V动力电源自投自复功能故障分析
一旦地铁电源自投自复控制回路因为不可抗力因素发生系统故障，将会对城市地铁运行系统造成巨大的负荷和影响。某市地铁就曾发生多起由于地铁400V动力电源自投自复功能故障而造成的严重交通事故，严重阻碍了地铁车站主线路的运行。故下文将以某市地铁两个车站发生的动力电源自投自复功能故障为例，进行对地铁400V动力电源自投自复功能故障分析和探讨。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆两个地铁车站发生动力电源自投自复功能故障的现象和原因是一样的，都是由于控制回路中欠压继电器发生一个不明原因的瞬时故障，在开关上端存在电压的情况下，自动地向PLC输出了错误的欠压信息信号，进而造成PLC系统内部系统认为开关上端失压，发出开启指令，启动自投程序;在自投程序运行结束后，欠压继电器瞬故障再次恢复，停止向PCL设备发出欠压信号，PLC设备自行认为开关上端电压恢复，则再次发出开启指令，启动自复程序，接下过程如上反复。相比较车陂地铁站的故障情况，东湖地铁站的故障情况更加严重，不仅发生以上所述的故障现象，还发生由于电压监测装置承担欠压继电器功能，造成其向PLC设备稳定、频繁地发送欠压信号，致使从故障发生时向地铁系统进行申请求救到检修人员到现场的几十分钟内，PLC设置错误启动动力电源自投自复功能多次，地铁列车和车站内部设备电源遭遇多次的电源切换，不仅影响了地铁列车的正常运行，还对城市地铁主线路系统造成了损坏。
三、地铁400V动力电源自投自复功能故障解决方案
（一）故障解决方案原理
通过对地铁400V动力电源自投自复功能故障案例的分析，可以得出地铁400V动力电源自投自复功能自身运行的稳定性由电源自投自复控制回路进行控制，而控制电源自投自复控制回路的核心设备是欠压继电器和承担欠压继电器功能的电压监测装置。再加上，总结多例地铁400V动力电源自投自复功能故障原因，可以知道维护欠压继电器和承担欠压继电器功能的电压继电器损坏成为地铁400V动力电源自投自复功能故障解决方案的重要核心。由于该市各个地铁主线路系统中所采用的400V开关柜设备不同，则其中所使用的欠压继电器和电压监测回路也是由不同厂家生产的不同型号设备，故即为满足所有不同型号设备的要求，也为避免由于电压监测回路故障造成自投自复失误动作反复，提出在城市地铁主线路系统中制定了增加冗余电压监测回路的改造方案。其实，增加冗余电压监测回路的设计和设置都是较为简单的，即在地铁400V动力电源自投自复控制回路系统的电压监测回路上，再复制和设置一个电压监测回路，并利用独立的线路、欠压继电器和PLC欠压信号输入点，进行回路系统内的信息数据、电流的传递，共同组成增加冗余电压监测回路。
（二）故障解决方案优势
根据对某市地铁400V动力电源自投自复功能故障的叙述，可以知道该市地铁车站出现故障的原因是因为电压监测对欠压继电器电压监测失误，两个电压监测回路并不同时进行工作，只要一个电压监测器监测捕捉到某一瞬间错误信息后，就会对信息进行处理(电压检测器无法进行信息分析和判断)，进而避免地铁400V动力电源自投自复功能故障的发生。因此，通过增加冗余电压监测回路的解决方案，让两个电压监测回路同时进行工作，只有两个电压监测回路同时捕捉到电路中欠压时，才会认定为欠压信息。此外，在增加冗余电压监测回路运作中，一旦某一线路的监测回路出现故障时，不会影响到另一个监测回路的正常运作。综上，增加冗余电压监测的解决方案能够有效地避免由于电压监测回路故障造成的地铁400V动力电源自投自复功能故障。
电源自投自复功能的设置是城市地铁主线路系统现代化发展的重要措施。地铁400V动力电源自投自复功能故障的解决措施，不仅关系着城市地铁运营效益，还影响着地铁主线路系统的正常运行。采用增加冗余电压监测回路，改善地铁400V动力电源自投自复功能，提高城市地铁行业服务水平，促进国民经济的发展。
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论文作者:张艳川
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/12
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