地铁牵引供电系统短路试验调试工法中铁八局集团电务工程有限公司二O一二年八月目录1、前言 (1)2、工法特点 (1)3、适用范围 (1)4、工艺原理 (1)5、调试工艺流程及操作要点 (2)5.1调试工艺流程 (2)5.2操作要点 (3)5.2.1短接点选择 (3)5.2.2接触网短路线缆连接 (4)5.2.3牵引变电所测试仪器安装 (5)5.2.4短路试验操作步骤及方法 (7)6、材料与设备 (11)7、质量控制 (14)8、安全措施 (15)9、环保措施 (17)10、效益分析................................................ 错误!未定义书签。
11、应用实例................................................ 错误!未定义书签。
地铁牵引供电系统短路试验调试工法中铁八局集团电务工程有限公司1 前言地铁牵引供电系统短路试验是检验牵引供电系统电气设备稳定性、继电保护整定值准确性和保护装置动作可靠性的一项关键性试验。
中铁八局集团电务工程有限公司在成都地铁1号线一期工程和成都地铁2号线一期工程短路试验中通过短接点和测试点选择、加装智能控制箱等技术创新，不断改进、优化试验方法，形成本工法。
2 工法特点2.1合理选取短接点和测试点，提高数据测量准确性、降低短路试验次数、减少短路试验时间、节约试验成本。
2.2加装智能控制箱，远端操作短路设备，保证操作人员安全；防止设备不能正常保护动作情况下紧急切断电源，降低设备故障时被损坏的几率。
3 适用范围本工法主要适用于地铁牵引供电系统钢性接触网分别对应钢轨和架空地线短接接地方式的短路试验调试。
4 工艺原理4.1考虑操作人员及设备安全性，加装智能控制箱分别对35kV GIS 整流变压器馈线断路器、短路点接入回路1500V直流开关柜馈线柜断路器在远端进行控制，智能控制箱设置在远离直流开关柜室的控制室。
4.2在分流器处外接四线滤波器，对短路试验过程中的波形数据进行采集、分析，计算及判断短路时设备所承受的短路电流峰值大小。
4.3短路试验接线原理图 （见图4.3）L+4.4 加装智能控制单元，防止设备不能正常保护动作情况下紧急切断电源，降低了设备故障时被损坏的几率。
5 调试工艺流程及操作要点5.1 调试工艺流程调试工艺流程见图5.1临时控制箱（含时间继电器和控制单元）直流1500kV 母线 直流馈线断路器 分流器架空地线或钢轨接触网短路接地线图4.3 短路试验接线原理图四线滤波器上网隔离开关35kV GIS 2#整流变压器开关柜断路器35kV GIS 1#整流变压器开关柜断路器图5.1 调试工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 接触网短接点选择接触网短接点的选择应根据理论产生最大短路电流及最小短路电流的地点进行选取，以图5.2.1为列进行分析：图5.2.1 区间长度里程图1）最大短路电流：选取测试点牵引所上网隔离开关外侧容易发生短路故障的地点进行短接，该点短路电流理论为最大，可以检验大电流脱扣保护是否正确动作。
2）最小短路电流：考虑到牵引所存在越区供电方式，所以选取最长相邻的两个供电区间的远端容易发生短路故障的地点进行短接，该点作A 站B 站F 站D 站E 站 C 站G 站H 站3607m3334m3524m2995m2173m4164m3589m施工准备接触网短路连接控制、测试设备连接短路合闸记录及分析数据拆除短路试验接线、清理现场为理论上的最小短路电流，可以检验过电流速断保护或者DDL保护是否正确动作。
综上所述：为了更好的体现短路试验的数据准确性，选择H站至F 站区间是最优方案，接触网短接点和测试点的分布情况如下：1) 接触网短接点（越区）：H站～F站区间（下、上行线）靠近F站车站侧，测试点选择在H站。
2) 接触网短接点（远端）：G站～F站区间（下、上行线）靠近F站车站侧，测试点选择在G站。
3) 接触网短接点（近端）：G站～H站区间（下、上行线）靠近G站车站侧，测试点选择在G站。
通过以上短接点和测试点的选择，实现了所有短路试验程序全部集中在了两个相邻的供电区间，减小了停电范围、人员及设备转移时间，保证了在一个停电点（4小时）内完成所有短路试验调试作业。
5.2.2 接触网短路线缆连接1）接触网与钢轨短接短接接地线采用150mm2软铜芯电缆连接线2根，每根不短于6m（接触线导高4040mm）。
连接示意图见图5.2.2-1所示：2）接触网与架空地线短接接地线采用TRJ-120mm 2软铜线连接线2根，每根不短于4m 。
连接示意图见图5.2.2-2：图5.2.2-2 接触网与架空线短接示意图5.2.3 牵引变电所测试仪器安装汇流排电连接线夹铜铝过渡线夹TRJ-120mm 2（2根）并勾线夹架空地线见图5.2.3-1所示：短路试验分合闸操作加装智能控制箱，智能控制箱设置在远离直流开关柜室的控制室。
控制室图5.2.3-1 短路试验牵引所接线平面布置图由智能控制箱分别引入直流开关柜短路回路馈线断路器分/合闸控制回路，以及35kVGIS整流变压器馈线断路器分闸的控制回路: 智能控制箱图见图5.2.3-2所示：图5.2.3-2 智能控制箱图5.2.4 短路试验操作步骤及方法 1 短路试验前准备1）按照地铁运营公司停电作业程序办理好作业票和配合协议。
2）检查确认试验区段及变电所系统的完整性和可靠性。
3）短路试验区间的接触网处于停电状态；电动隔离开关在断开位置。
4）核对短路试验区段的保护定值及动作时间配合的正确性。
5）检查相关电动隔离开关触头闭合情况，必要时使用仪器测量触头接触电阻。
2 短路试验操作步骤及方法下面以接触网和钢轨短接对应越区供电短路方式进行操作分析： 1）见图5.2.4-1所示：短接点选择在H 站至F 站区间下行线F 站附近的2131隔离开关馈线侧。
分H 站213、2131、2113开关、分G 站213、2131、211、2111开关、分F 站213、2131开、2113开关。
2）在H 站至F 站区间下行线验电，确保在H 站至F 站区间下行线应图5.2.4-1 越区供电短路试验图（连接钢轨）测试点211钢轨2111下行线213121112131 2111 2131 2113 21132113G 站F 站H 站213211213211213接触网3015无电。
3）在F 站2131隔离开关外侧容易发生短路的位置将接触网与钢轨短接好，短接线连接应牢固可靠。
4）将G 站的联络开关2113合上，接触网正线联络开关3015合上，并确认合闸可靠。
5）合H 站隔离开关2111，合上断路器211，211断路器采取智能控制箱进行合闸，其原理见图5.2.4-2所示：按下合闸按钮SB1，1500V 直流开关柜断路器合闸，短路回路接通，同时时间继电器ST 受电，此时正常情况下应该启动保护跳闸。
若此时因保护装置故障等原因不能保护跳闸，时间继电器在1秒时将直接启动跳闸回路，将1500V 直流开关柜和35kVGIS 整流变压器馈线柜断路器断开。
若时间继电器单元也不能正常动作的前提下，人工按下SB2紧急分闸按钮，直接启动跳闸回路，将1500V 直流开关柜和35kVGIS 整流变压SB1 1ZJ1ZJ ：中间继电器 2ZJ ：中间继电器 ST ：时间继电器 SB1：合闸按钮 SB2：紧急分闸按钮1 3接1500V 直流开关柜合闸回路接1500V 直流开关柜和35kV GIS 整流变馈线柜分闸回路+kM 图5.2.4-2 智能控制箱原理图-kM1ZJ 2ZJ 2ZJST SB2 ST 2 41 33 53 5 2 6 2 61ZJ 2ZJ ST5 8器馈线柜断路器断开。
6）短路试验数据分析和保护动作情况短接点据测试点距离：7753m。
后台采集波形见图5.2.4-3越区供电短路试验波形图所示, 短路电流峰值为7648A，保护动作数据具体见表5.2.4-1所示：图5.2.4-3 越区供电短路试验电流波形图1、短路试验短路电流计算值（峰值）实际短路开断电流值（峰值）电流增长率（di/dt）电流增量动作值(ΔI)短路初始保护出口kA 7.648kA 177A/ms 81A/ms 3.576kA2、短路时保护动作类型及相关数据保护动作类型动作电流动作时间□大电流脱扣□电流速断□ΔΙ□UMZ √di/dt 3.576KA 30ms3 其它短路试验连接方式212架空地线图5.2.4-4 越区供电远端短路试验图（连接架空地线） 2121上行线214121212141 21212141 212421242124G 站F 站H 站214212214212214接触网3014 3018211G 站211213F 站H 站2132112132131 2131 21112113211121112131 21132113钢轨下行线接触网图5.2.4-5 远端短路试验接线图（连接钢轨）3015 212G 站212214 F 站H 站 2142122142141 2141 21212124212121212141 21242124架空地线上行线接触网图5.2.4-6 远端短路试验接线图（连接架空地线）301430184 远端和近端短路试验数据分析和保护动作情况1）接触网短接点（远端）：G 站～F 站区间（下、上行线）靠近F 站车站侧，距离3589m ，短路波形见图5.2.4-9远端供电短路试验波形图所示，短路电流峰值为7809A ，保护动作数据具体见表5.2.4-2所示：图5.2.4-7 近端短路试验接线图（连接钢轨）211G 站211213F 站H 站2132112132131 2131 2111211321112111 2131 21132113钢轨下行线接触网3015图5.2.4-8 近端短路试验接线图（连接架空地线）21221221421421221421412141 21212124212121212141 21242124架空地线上行线接触网30143018H 站G 站F 站图5.2.4-9 远端供电短路试验波形图表5.2.4-2 远端供电短路试验定值及保护动作表1、短路试验短路电流计算值（峰值）实际短路开断电流值（峰值）电流增长率（di/dt）电流增量动作值(ΔI)短路初始保护出口kA 7.809kA 192A/ms 90A/ms 3.903kA2、短路时保护动作类型及相关数据保护动作类型动作电流动作时间□大电流脱扣□电流速断□ΔΙ□UMZ √di/dt 3.903 kA 30ms2）接触网短接点（近端）：G站～H站区间（下、上行线）靠近G站车站侧，距离358m，短路波形见图5.2.4-10远端供电短路试验波形图所示，短路电流峰值为11760A，保护动作数据具体见表5.2.4-3所示：图5.2.4-10 近端供电短路试验波形图表5.2.4-3 近端供电短路试验保护动作表1、短路试验短路电流计算值（峰值）实际短路开断电流值（峰值）电流增长率（di/dt）电流增量动作值(ΔI)短路初始保护出口kA 11.670kA 336A/ms 141A/ms 6.551kA2、短路时保护动作类型及相关数据保护动作类型动作电流动作时间√大电流脱扣□电流速断10423A 0ms□ΔΙ□UMZ □ di/dt6 材料与设备在本功法中，所使用的材料设备见表6.1和表6.2表6.1 材料表序号名称规格单位数量备注1 铜短接线150mm2组2 1组为2*150mm2软电缆2 辅助线120mm2米20 1组为2*120mm2电连接线3 铜接线端子150mm2个 24 并沟线夹150mm2个 25 控制电缆kVV22-2×2.5 米200序号项目规格单位数量备注1 指挥车金杯（11座）辆2 人员运输转移2 轨道作业车金鹰210 辆 1 安装短接线时使用3 四线示波器台 1 带录波功能且能打印输出，检测、显示短路电流上升率4 临时控制箱自制台 1 在远端对操作设备进行控制4 安全防护用品：安全帽、绝缘靴、绝缘手套等套 2根据防护安全需要，种类要齐全，并所有绝缘安全用具要经检验合格。