初步分析故障的产生有可能是倒闸操作所引发的, 这主要是因为倒闸操作流程如果不合规定就会产生工频位移过电压。同时还与列车运行及其35kV系统参数匹配有联系, 因为牵引变的整流器会产生大量谐波, 经过相关测量也证明了牵引变的整流器是3号线35kV系统谐波主要来源, 而且随着列车收发车和运行高峰期的到来, 35kV系统上的谐波频率强度在不断发生变化, 其系统参数也在发生变化, 当这两者的自振频率一致, 并且蕴含激发因素, 那么就会产生谐振过电压。因为3号线的35kV系统属于小电流接地系统, 产生这类故障的原因可以分为非谐振原因和谐振原因。但是3号线不存在线路接地现象, 因此其故障的产生原因主要考虑谐振, 这种谐振又包括工频位移过电压和谐波谐振过电压, 其中前者与倒闸操作和35kV系统运行方式有联系, 后者与列车运行情况和系统参数匹配有联系。除此之外, 还可以利用在线录波分析方式对故障进行分析, 先通过测试地铁35kV网络, 以判定其中存在直流分量, 并且其大小在不断变化, 然后按照稳态直流分量进行在线录波,以进行可定量分析。再通过对地铁多点的电压互感器进行二次采样录波, 确定暂态直流分量状况, 接着利用对电容量的计算以及放电回路的确定, 得到直流电流与额定电压下以此励磁电流的关系, 最终分析出故障情况。
二、 35kV供电系统开关差动保护故障分析
1、故障描述及影响:
10月25日凌晨, 二号线高压工班按照计划对马群车辆段35KVⅠ段设备检修。1: 00左右, OCC电力调度开始对马群站进行倒闸操作, 当拉开马群站101进线开关、 合上100母联开3秒钟后, 马群车辆段102开关报 “P521差动保护动作” 信号并跳闸, 造成马群站、 钟灵街站35KV两路电源全部失电。故障发生后, 为了避免马群和钟灵街站陷于无电状态, 检修人员立即中断作业恢复马群站35KVⅠ段供电。11月1日, 工班补报计划准备完成10月25日的工作, 在倒闸操作时再次发生102开关跳闸故障
2、故障处理经过 :
10月25日发生差动保护故障后, 检修人员按照惯例检查电缆绝缘和保护装置。电缆经检查绝缘正常, 通过笔记本与102开关的P521装置相连始终不能建立通讯, 而102开关的另一端马群主所323开关P521没有发现故障波形和事件, 因此判断为马群车辆段102开关P521装置误发差动信号所致 (2010年9月, 苜蓿园101与明故宫103之间发生过P521误发跳闸信号的故障) , 102开关在更换装置后投入正常使用。11月1日再次发生跳闸后, 我们把故障范围缩小至102开关的CT二次侧至P521装置之间的二次回路上。通过继保装置在CT二次侧加载0.1A (500/1) 的电流, 在P521装置上B、 C相电流显示均为50A,而A相显示为相差较大的不稳定值。 A相电流在14-50A之间间断性波动。为进一步查找故障点, 直接在P521上加载电流,三相电流均显示50A 。最后确定是 “电流互感器二次过电压保护器” A相有接地现象, 更换后重新试验均正常。
3、故障原因分析 :
电流互感器二次过电压保护器是并接在CT与保护装置之间的, 用于防止互感器开路产生高电压。马群站在拉开101开关合上100母联开关3秒后, 马群站及钟灵街站400V设备瞬间切换产生较大电流, 由于过电压保护器分流, 使得加载在马群主所323开关和车辆段102开关P521上的电流不平衡, 并且达到差动保护启动的定值。正常供电时, 两路分列运行, 即使保护器损坏由于电流偏小并不会导致故障发生。
4、经验教训
差动保护动作故障的发生, 最典型的就是电缆绝缘损坏。但2号线保护装置自身误动作的情况也时常发生, 我们在处理类似故障的时候往往把注意力放在这两方面。事实证明我们在处理故障的思路还不够开阔, 对元器件自身损坏造成的可能故障认识不深。