供配电系统中短引线保护误动分析及改进（五篇范例）

第一篇：供配电系统中短引线保护误动分析及改进

供配电系统中短引线保护误动分析及改进

摘要 本文通过对供配电系统中短引线保护引起的停电范围的扩大进行了详细分析，发现供配电系统中线路与上级线路的短路电流非常相似经常会引起保护的误动，并提出了整改措施以备消除同类型事故的隐患，杜绝了同类事故的发生，提高了电网运行的可靠性。

关键词 供配电系统；短引线保护；误动分析

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0139-02

供配电自动化系统是智能小区的重要组成部分，小区供配电系统运行的可靠性和安全性直接关系到居民正常生活、工作和社会稳定。为了确保设计方案的可靠性、先进性，我们借鉴了国内外先进的小区供配电自动化系统设计思想和技术，针对兴隆园小区供配电系统的特点进行方案设计，主要包括该系统的一次配电设备改造、保护测控系统、系统通讯方式以及控制中心的设计。

1供配电系统基本情况

供配电系统由2条10kV进线做为小区供电电，2座10kV开闭所做为配电枢纽，由10座终端变电所覆盖整个小区（4区、5区立体车库）。

目前，1＃开闭所已完成自动化改造，实现了微机监控。2＃开闭所10kV二次保护设备采用电磁继电器，整定误差大、动作时间长、调试校验复杂，属于淘汰产品。低压配电采用GCS柜体，没有测控功能。1＃、2＃、7#、8#、9#、锅炉房变电所为98年建设，10kV负荷开关均为手动操作，没有配电监测单元。4#变电所为2001年建设，设备状况同1#变电所。5#变电所为2004年建设，高压负荷开关为手动操作的SF6负荷开关，低压采用GCS柜，无配电监测单元。新建的4区、5区以及立体车库变电所，所采用的10kV负荷开关均为电动操作机构，低压采用GCS柜，但没有配置配电监测单元。

2供配电系统事故及其存在问题

鉴于现状，小区供配电系统存在以下3个主要问题：

1）10kV电网故障时易出现越级跳，导致大范围停电

小区配电线路短，靠故障电流很难区分故障区域，只能靠时间级差进行配合。由于供电局出线保护速断延时定值短，使1＃开闭所进出线和2＃开闭所进出线保护无法通过时间级差进行配合。在10kV线路末端的故障，会使10kV线路的多级开关同时跳闸，导致大范围停电。

2）配电系统发生故障，运行人员不能及时处理故障

目前，2＃开闭所和所有变电所都不能远方监控。运行人员只能在用户电话投诉时知晓故障。由于缺乏故障数据，只能靠人工逐条线路排查，方能确定故障线路，导致故障处理缓慢。故障处理后，开关操作采用人工操作，需要大量的人员和时间，供电操作速度慢，且容易误操作。

3）长庆大厦开关跳闸导致5区整区停电

5区现在只有1个10kV电源，无备用电源，网络结构不合理；长庆大厦变电所现有的10kV负荷开关+熔断器模式，在长庆大厦内部故障会导致该变电所进线熔断器熔断或2#开闭所对应出线跳闸，必须进行改造。

3改进措施

以 “提高供电可靠性、缩短故障停电时间，提高运行管理水平” 为原则，全面提高设备技术水平，打造数字化供配电系统。

1）对开闭所继电保护进行改造。采用先进的面保护原理，实现10kV进出线无级差配合，避免越级跳；

2）对2＃开闭所和各变电所进行自动化改造，设立集中监控中心。快速响应电网故障、快速判断故障原因和故障地点、快速恢复供电。形成数字化、智能化供配电系统；

3）2＃开闭所自动化改造后，通过面保护防止长庆大厦故障越级跳；

4）变电所智能化改造。高压部分：将负荷开关的手动操作机构更换为电动操作机构，增加智能测控装置。实现高压进出线、变压器进出线负荷开关和熔断器位置监视、电量的监测和远方控制；低压部分：增加智能测控装置，实现380V进线、母联电气测量和远方控制；增加380V出线开关位置采集装置，实现出线掉电监视；

5）集中监控中心建设；

6）通讯光纤铺设；

7）10kV保护原理改进；

8）环网馈线自动化；

9）视频监控系统；

10）电能计量系统。

通过以上改进措施，使得供配电系统具有以下特点：

1）实现现场设备运行工况、用电信息、图像数据综合相结合的全方位数字化小区供配电系统，显著缩短故障响应时间，提高供电可靠性；

2）提供全方位通讯解决方案，系统地解决各层次设备可靠、高速的通讯问题。为实现数字化小区供配电系统奠定基础；

3）开闭所自动化采用基于自适应原理的微机继电保护装置，可显著提高保护灵敏性和可靠性；

4）变电所采用高可靠性工业级保护测控装置，能够适应严酷的电磁环境和温湿度环境；

5）供配电系统故障可进行中文语音报警，提醒运行人员及时进行处理；

6）短路故障、负荷失电等可与视频监控联动，定位故障设备；

7）智能路灯控制系统，定时、手动多种控制方式结合进行路灯控制；

8）开放式控制中心软件系统，可与计费系统、MIS等系统接口。

4结论

电网规模的不断扩大，网络结构的日益复杂，电力电网技术的日新月异，使供配电系统中短引线与上级出线之间的配合问题复杂化，只依赖时间的配合往往会引起停电范围的扩大，因此短引线的保护配置问题亟需解决，来进一步保证系统的安全、稳定运行及提高系统供电可靠性。运行实践证明，这是一种很有效的方式。对短引线保护的分析研究，对于系统安全、稳定、可靠、经济的运行具有重要的现实意义。

参考文献

[1]电力系统继电保护规定汇编[M].北京：中国电力出版社.注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

第二篇：零序保护误动跳闸分析

田头变电站110kV马田Ⅰ、Ⅱ回保护动作分析报告

一、事件前运行方式

110kV马田I回、马田Ⅱ回并列运行对110KV田头变进行供电，田中线送电保线（对侧开关热备用），110kVⅠ、Ⅱ组母线并列运行；#3主变110kV运行于110kVⅠ母；110kV马田I回、田通I回、南田、田中线运行于110kVⅠ母；110kV马田Ⅱ回、田通Ⅱ回、大田线运行于110kVⅡ母。

田头变一次接线图

二、设备情况

110kV马田I回、马田Ⅱ回保护装置：型号PSL-621D,南京南自；110kV 大田线（田头变）保护装置：型号RCS-941A,南京南瑞；2009年8月投运；110kV 大田线（大梁子电站）保护装置：型号DPL-11D,南京恒星；2015年3月投运；110kV 大田线（咪湖三级电站）保护装置：型号RCS-941A,南京南瑞；2009年9月投运。

三、保护报警信息

110kV田头变在2016年5月31日20时42分57秒110kV马田I回见（图2）、马田Ⅱ回见（图1）零序Ⅰ段动作，跳开出线断路器，20时42分57秒大田线保护启动见图3。对侧迷糊三站距离Ⅰ段动作跳闸故障测距约5KM处（见图4）、大梁子电站零序Ⅰ段动作跳闸（见图5）。

图1.马田Ⅱ回动作报告

图2.马田Ⅰ回动作报告

图3.大田线保护启动报告

图4.T大田线保护跳闸信号（咪三站）

图4.大田线保护跳闸信号（大梁子电站）

四、保护动作分析

故障发生后对马田双回线进行了巡线，未发现异常，通过大梁子电站线路侧避雷计数器发现有放电动作一次，随后由大梁子电站零起升压对110KV大田线进行冲电未发现异常；初步判断大田线电站侧跳闸是由于雷击瞬时故障造成(雷雨天气)，大田线田头变侧从保护启动波形分析在故障持续时间约为80MS后故障电流消失（马田双回跳闸），故保护未出口，根据相关保护动作信息推测故障点很有可能在大田线上，6月7日，再次停电安排对110kV大田线进行重点区段进行登杆检查，发现#4杆B、C相瓷瓶有闪络放电的痕迹（见下图），于当天更换损伤瓷瓶。

大田线#4杆B、C相瓷瓶放电痕迹

通过故障点的暴露可以得出，大田线保护动作由于线路故障属于正确动作，田头变侧保护未出口由于属于Ⅱ段保护范围有延时，在此期间马田双回线Ⅰ段动作切除了故障电流，故未出口属于正确动作（停电期间对大田线进行了联动试验，合格满足投运要求）。随后对马田双回线零序Ⅰ段误动进行分析，通过查看动作报文矢量图见下图)可以看出，零序电压在动作区域保护装置属于正确动作，因此可以排除保护装置本身问题。

故障报文分析矢量图

PSL-621D保护装置零序功率方向动作区

随后通过对此次动作故障波形和试验正、反方向波形进行比对发现，故障波形中故障电流超前故障电压约90度（见下图1-3）。满足该保护装置动作判据，保护装置将会判断正方向故障动作出口。此次电流同向和和试验正向波形相同，排除电流回路问题；但故障电压波形有所失真，故障相电压和零序电压同向，和试验正向波形有所不同；初步判断造成此次保护误动的主要原因在电压回路。

图1正方向试验波形（出口）

图2反方向试验波形（不出口）

图3马田线故障波形

随后对110kV电压互感器二次回路进行反措执行检查，核实PT接线及是否存在多点接地的情况，从保护装置原理图（见下图）可以看出3U0由装置内部自产。

保护装置电压采样原理图 通过查看设计图纸电压接线端子图和PT原理图（见图1和2）

PT本体原理图1

保护电压接线端子图2 发现开口N线与星形绕组的N线共用一根导线，没有分开不符合反措要求，由此判断开口三角绕组的N线与星形绕组的N线共用一根导线是造成此次保护装置误动的主要原因。

五、造成110kV马田双回线不正确动作原因分析：

1.直接原因分析

110kV大田线#4杆B、C相瓷瓶发现有雷击闪络放电的痕迹，此处离110kV 田头变26公里左右，离水电站1公里，对照110kV 田头变110kV马田Ⅰ回线、110kV马田II回线保护装置的测距信息（反方向上的80公里左右），同时对照110kV大田线上电厂侧的保护测距信息（正方向上的5公里左右），线路两侧故障测距和实际位置不对应，主要是由于过度电阻较大故测距数据误差较大，但是都在其保护动作范围内，加上通过登杆检查，最终锁定此故障点就是导致5.31事故跳闸的原因。

2.间接原因分析

本站建设于2009年，当时公司还属于民营性质，技术力量薄弱，在接下来的几年运行时间内，没有按照电网公司的反措要求执行，特别是其中有关于110kV电压互感器绕组接线核对需检查的内容（具体是：来自开关场的电压互感器二次回路4根引入线和开口三角形绕组的2根引入线均应使用各自独立的电缆，不得共用。开口三角绕组的N线与星形绕组的N线需分开。）没有得到执行，导致电压二次回路出现异常，在5.31当天发生110kV线路接地时，保护装置采集到错误的电压数值，导致零序保护的功率方向判断错误，造成马田双回线反方向故障保护误动，究其原因是110kV电压互感器开口三角绕组的N线与星形绕组的N线没有分开，使保护用的二次电压A、B、C、N线在接入110kV马田Ⅰ回线、110kV马田II回保护装置时，继保装置接收到的电压不能真实反映实际情况，导致继电保护装置判断故障点处于正方向上，从而在零序I段的电流达到定值要求后就出口动作，功率方向闭锁失效，此情况属于110kV电压互感器二次接线存在设计缺陷导致的保护误动作。

六、整改措施

严格按照变电站反措要求，对马关供电有限公司所辖5个110kV变电站进行排查，将110kV电压互感器开口三角绕组的N线与星形绕组的N线分开，不得共用。确保在110kV线路接地时，接入相关保护装置的三相电压能符合南网反措要求，杜绝类似事件的再次发生。

责任部门：设备部

监督部门：安全监管部 完成时间：7月底

2016年6月14日

第三篇：变压器差动保护励磁涌流误动分析及解决方案

变压器差动保护励磁涌流误动分析及解决方案

变压器在运行的过程中，很容易受到励磁涌流的影响而出现差动保护误动的问题，这样就会使得变压器的运行质量下降，变压器的电压调节作用就会大打折扣。因此，就需要采取有效的解决方案，针对出现误动的变压器进行有效的整改，从而保障变压器运行的有效性，使得其不会因为励磁涌流的影响，而出现误动的问题。下面本文就主要针对变压器差动保护励磁涌流误动进行深入的分析，并提出相应的解决方案。

1、变压器差动保护动作情况分析

1.1某220KV变压器差动保护动作原因分析。以某220KV变电站为例，针对其在充电的过程中，因为励磁涌流的影响，而使得变压器出现差动保护误动的情况进行分析。在励磁涌流的影响下，使得该变电站的2号主变出现了差动保护动作，从而使得变压器的三个侧面的断路器均出现了跳开的问题。具体可见图1。

从上述图中就可以了解到，当220KV变电站2号主变在充电的过程中，出现了空冲的情况，那么会使得C相差电流二次谐波量在9%上下波动。而这时候断路器所出现的跳闸电流也会随之消失一段时间，在这一时间段内，C相差电流二次谐波量会出现一定的增长，会增长到14%。在220KV变电站的2号主变中，主要采用的保护装置就是RCS-978型保护装置，该装置受到励磁涌流影响的主要判断依据就是分相制动原理。这种保护装置中采用的保护程序主要是利用的最早的一个版本，该保护装置中的相关软件在受到励磁涌流的影响下，虽然已经采用了浮动门槛进行保护，但是也使得C相差电流二次谐波量相应的减少，只占到整个装置二次谐波量的15%左右。如果继续维持这样的状况，那么就会使得二次谐波的闭锁性能被影响，从而使得该功能被大大的放开，这样就会使得变压器出现误动的问题。

1.2110KV良村变差动保护动作原因。下面以某110KV变压器为研究实例，针对该110KV变压器的差动保护动作出现的原因进行分析。110KV变压器的望良线6号杆中的B相在接地上出现了故障问题，导致114断路器无法进行接地保护，与接地之间的距离为1个动作，在出现接地故障后，114断路器的27ms范围内出现了严重的三相跳闸问题。同时导致了在1358ms范围内出现了重合闸口，使得144断路器能够实现有效的重合。另外，该变压器中的1号主变在受到励磁涌流的影响下，使得其比率制动的动作出现了迟缓，无法有效的避开励磁涌流的冲击，导致在1358ms路段上，1号主变器三个侧面的断路器的跳动动作均受到了影响，从而就会形成误动问题。详情可见图2。

从图2可以看出，110kV变在区外故障切除及恢复过程中，1号主变高压侧三相电流呈现励磁涌流特征，二次谐波百分比分别为66%、17%、75%。CST231A型保护装置励磁涌流的判据采用的是“或”制动原理。早期的CST231A装置，因为采样精度不高，为避免误闭锁保护，当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的计算，所以虽然A、C两相的谐波含量很高，但因为差流小于icd，所以没有闭锁保护；而B相的谐波含量为17%小于保护装置整定的20%闭锁定值，且处于动作区内，所以变压器差动保护动作。

2、励磁涌流造成差动保护动作的原因分析

根据相关的定律可以了解懂啊，在没有受到励磁涌流的影响下，或者是在没有出现差动保护动作的时候，如果变压器出现故障等问题，那么电流的和也只会表现为0。也就是说，无论电流波形是否出现变化，当输入电流与输出电流相等的情况下，差动保护电流都会是0，并不会出现误动的问题。通常而言，变压器保护都是由保护绕组以及铁芯所构成的。在变压器出现空载合闸情况的时候，或者是其出现了短路问题的时候，就会使得变压器的励磁电流相应的增大，而这样的励磁电流就可以被称作是励磁涌流。励磁涌流在流入到变压器中后，就会使得变压器出现差动保护动作，在一些特殊条件下，变压器就会出现误动的情况。所以，在对励磁涌流导致的差动保护动作进行有效的解决的过程中，就需要从保护定制以及保护原理这两个角度来制定相应的对策，从而防止误动问题的出现。

3、变压器差动保护二次谐波制动门槛整定值

3.1影响励磁涌流大小的因素。影响三相变压器空载合闸励磁涌流的因素很多。根据实践经验，在变压器进行变压器绕组变形和绕组直流电阻试验时，由于向变压器绕组注入了直流分量，其衰减时间较长，也会造成励磁涌流中二次谐波分量的减少。

3.2整定时应考虑的问题。现场和动模大量数据表明，一些正常变压器励磁涌流情况下的二次谐波分量往往比空投到变压器内部故障情况下的差电流中的二次谐波分量还要低。因此，需要从防误动和防拒动两方面综合考虑二次谐波制动门槛值的问题。

4、提高变压器差动保护躲避励磁涌流能力的措施

4.1差动保护定值整定。要想使得变压器在受到励磁涌流影响下，能够保持保护动作不变，就需要将差动保护的二次谐波制定定值设定为15%。而针对一些较为特殊的变压器，可以利用空充的方式来对变压器的二次谐波进行判明，在将变压器中的录波图二次谐波控制在15%以下的时候，则需要将变压器的差动保护二次谐波系数控制在12%左右，这样可以防止误动问题的出现。

4.2RCS-978型保护装置的整改措施。为了能够减少变压器差动保护误动的出现，就需要合理的对相关的保护软件进行升级处理。在对变压器进行空冲的时候，需要合理的利用保护装置来对将上下浮动的励磁涌流谐波所定到具体的值上，然后在空充开始的一段时间内到二次谐波系数降低到设定的值后，在时间逐步推移的过程中，使得二次谐波值尽可能的接近整定值，另外，要针对二次谐波定值的变化进行合理的分析，并且要采取辅助性的手段来对励磁涌流的影响进行判断，从而使得变压器的差动保护躲避能力可以相应的得到提升。

4.3CST231A型保护装置的整改措施。对保护软件进行升级：将原设计中当某相差流小于icd门槛值后就不再参与谐波闭锁的逻辑修改为分3个不同的二次谐波制动区域，并参与谐波闭锁的计算，以增强躲避励磁涌流的能力。

5、结语

本文针对2起变压器励磁涌流引起差动保护误动作的原因进行了分析，提出了提高变压器躲励磁涌流能力的相应措施，实施结果证明措施是有效的，明显降低了由于受变压器励磁涌流的影响造成变压器差动保护动作情况的发生。

（作者单位：黑龙江省绥化供电公司）

第四篇：动车组车门故障分析及改进方法

摘要

车门故障一直是影响动车组正常运行的主要故障之一，本文通过介动车组车门的工作原理，针对动车组车门故障的几起典型故障案例，按机械类、电气类等故障引发的原因分类进行分析总结，并就零部件专业检修、动车组运用检修提出对策措施。2013年年底，全路动车组在运营过程中发生多起车门故障，严重影响了铁路运输正常秩序，成为影响动车组运行安全的极大隐忧，为降低动车组车门系统故障率，确保运输秩序，通过梳理车门故障记录，分析查找共性问题，并以典型案例为突破点进行分析研究，制定完善动车组检修检修整治方法。关键词;动车组车门故障分析处理措施。

I

目录

摘要..................................................................................................................................................I 第1章绪论.......................................................................................................................................1

1.2动车组的发展....................................................................................................................3 第2章塞拉门介绍...........................................................................................................................6

2.1塞拉门系统组成................................................................................................................6 2.2塞拉门主要功能简介........................................................................................................7 2.2.2塞拉门控制....................................................................................................................7

2.2.3拓展功能................................................................................................................9

2.3典型故障原因及分析...............................................................................................................10

2.3.1动车组运行中通过司机室监控屏显示的几种故障现象........................................12

2.4动车组车门常见故障分析.......................................................................................13

第3章动车组车门系统的日常管理和维护.................................................................................15

3.1减少动车组运行中车门故障的数量.......................................................................16 3.2加强对相关部件清洁和润滑...................................................................................16 3.3对策措施...................................................................................................................17

致谢................................................................................................................................................19 参考文献:.......................................................................................................................................20

II

第1章 绪论

随着世界经济的迅速发展，人们生活中的交通不仅变得越来越便利，同时还给社会发展带来了巨大的帮助。在这其中，动车因为自身具有安全和高效的工作特点，成为了社会各界共同关注的问题，其中单翼塞拉门与双翼对开门一直是动车中对应的自动门系统最为典型的两种结构。本文将目前新型动车中自动门系统自身工作原理以及结构性能进行了一次阐述，并且以此作为基础对塞拉门方面的电气控制系统进行了研究。

当今，社会的发展与人们周边的交通环境是分不开的，交通方面的问题一直是自古以来人们共同关注的问题。由于最近几年交通事故在国内引起的社会反映非常强烈，所以交通状况也逐渐成为了人们在生活中经常谈到的话题。在动车方面，因为其自身所具有的快速以及安全等特点，自从出现以来就一直被社会各界的人们所喜爱。本文对动车中塞拉门电气相关控制系统进行了一次分析，并将其中存在的相关问题进行了解决。

动车组最先是从德国与法国这两个国家开始进行研究的，在1903年，世界第一辆动车组在德国诞生。由于德国和法国自身国土面积相对较小，同时欧洲各国自身铁路路基所具有的承重能力相关标准有着巨大的差异，因此在德国以及整个西方国家之中，动车组的发展速度一直都比较缓慢。但是在日本，人们在1964年的时候首先进行了高速新干线的建设与开通，直至今日，日本高速机车方面都在不断地发展着，其传动方式也一直在不断地发生着变化，并且进行着持续地更新和进步，对应的动车组速度也从每小时210千米逐渐提升到了每小时300千米。而和日本情况不同的是，德国与法国两个国家在对动车进行研究的时候，其主要的研究内容是以动力牵引相关模式为主的，法国主要研究的为动力集中式，并且对应的当地第一条投入运行的铁路干线在1983年出现，在动力集中牵引这一作用下，动车组自身速度能够达到每小时270千米，而在1990年，其最高的运行速度已经达到每小时300千米。在德国，人们于1962年所研制出的客车能够达到每小时160公里，在1977年之后便提高到了每小时200公里。在1989年的时候，德国终于开始对高速列车进行制造，并且在1990年的时候这种列车被投入使用。至今，德国已经研制出第三代具有动力分散功能的高速列车，其车速最高 能够达到每小时300千米。在这之中，动车组自身车门都是电动车门，是通过系统进行统一控制的，人们在上下车以及乘车的过程中如果挤靠车门，那么可能会发生严重事故。现在在国内，大部分动车所使用的都是塞拉门式的电气控制相关系统。

1.1动车组简介

动车组，亦称多动力列车组合（Multiple Units,MU），电力动车组叫做EMU，内燃动车组叫DMU，把动力装置分散安装在每节车厢上。动车的动力来源分布在列车各个车厢上的发动机，而不是集中在铁路机车上。电力动车组又分为直流电力动车组和交流电力动车组两种。动车一般指自带动力的轨道车辆，区别于拖车。动车和拖车一起构成动车组。动车类似机车要牵引拖车，因此，某动车的时速肯定大大高于它所在动车组的时速。动车组有两种牵引动力的分布方式，一是动力分散，二是动力集中。但实际上，动力集中式的动车组严格上来说只能算是普通的机车+车辆模式的翻版再升级。动车组是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全，可靠、舒适为特点备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。

我们通常看到的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。

动车组有两种牵引动力的分布方式，一种叫动力分散，一种叫动力集中。动力分散电动车组的优点是，动力装置分布在列车不同的位置上，能够实现较大的牵引力，编组灵活。由于采用动力制动的轮对多，制动效率高，且调速性能好，制动减速度大，适合用于限速区段较多的线路。另外，列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。动力分散的电动车组的缺点是：牵引力设备的数量多，总重量大。动力集中的电动车组也有其优点，动力装置集中安装在2～3节车上，检查维修比较方便，电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组（时速250及其以上，标号G，主要对应高速铁路），目前还没有上限时速；一般动车组或中速的（标号D，时速160和200公里，主要对应快速铁路）、低速动车组（南车青岛公司把技术能力下延而研究时速140公里的，以适应城市轻轨）。

2007年，动车组开进了北京站、兴城站。

图1 动车组展示

中国的动车技术时速上升很快，株洲南车集团动车组技术仅用了不到4年就从时速160公里起步到2008年实现时速300公里的大飞跃，后来的试验时速接连突破一个个台阶。另外，2015年8月它中国出口马来西亚的米轨铁路动车组创下了时速176公里的米轨铁路世界速度之最。另外，种类发展多，如研制高寒型、城际型如2013年中国首列时速160公里城际动车组下线并准备时速下延以覆盖更多

1.2动车组的发展

动车发明了，单节车厢会动了。由动车编成的动车列车和与无动力车厢混编的列车也有了。编组灵活，加速能力强，有些动车、动车列车或混编列车甚至两头都有司机室，不用专门的调车作业就能往返运行。

早期的动车各节自成体系，不能相互操作，列车中每节动车都要有人操作。然而通勤线路九曲十八弯，通勤列车又走走停停，即使是经验丰富的老司机之间的配合也难免会出差错，一旦前车猛然减速而后车刚好加速，又寸到弯道上。

频繁的脱轨事故使得动车列车编组只能很小，这大大扼杀了动车编组灵活的优势。好在车到山前自有路，一项来自新型电力机车的技术──重联──砸碎了动车发展的枷锁。重联，指用特定手段将兼容机车的联系在一起，由一个司机室操纵。最常见的手段是用一组重联电缆连接多台同系列机车的操控系统或动力系统。动车由电力机车发展而来，产生于电力机车的重联技术也很快用于动车列车。从此，动车列车与无动力车厢混编的列车可以由一个司机全面操控了。从此，动车组诞生了。动车组展示

二战结束，内燃机车也能重联了，内燃动车组出现。

70年代，法国试制了燃气轮机高速动车组──TGV-0。80年代，高速铁路网在欧洲延伸，风驰电掣的各系TGV以300km/h的速度成为法国人的骄傲。

90年代，TGV试验速度突破500km/h。

新世纪，TGV试验速度突破570km/h。中国CRT实验速度突破600公里每小时。

然而在大多数场合，动车组担负的都是市内、市郊、城际通勤任务。大多数轻轨、地铁以及国外大多数城际列车都是动车组。高速列车在动车组中只占很小比例。

引用一份来自网络的统计，世界各国/地区的铁路系统中，使用动车/动车组最大的为日本，占87%；荷兰、英国次之，分别占83%和61%；法国、德国又次之，分别占22%和12%。

我国400km/h以上速度动车组关键技术获得突破

（2015年）8月7日从科技部获悉，近日，科技部高新司在北京组织专家对“十二五”国家科技支撑计划“更高速度等级动车组转向架关键技术研 4 究及装备研制”（2011BAG10B00）项目进行了验收。

项目由青岛市科学技术局组织实施，在南车青岛四方机车车辆股份有限公司、北京交通大学、西南交通大学、同济大学等课题承担单位共同努力下，研制出适用于400km/h以上速度等级动车组转向架样机，并通过台架试验验证。这也标志着我国高速轨道交通技术在350km/h动车组技术平台的基础上得到了进一步的提升与完善

第2章塞拉门介绍

图3 动车

组司机登乘门

2.1塞拉门系统组成

塞拉门系统主要由门板、门上部运动机构、下导轨、门控单元、门开关按钮、紧急开门装置、门锁闭和隔离装置、活动脚蹬等组成。门板、手柄、门锁以及门机构可以满足承受6KPA的空气动力载荷和800N作用于门板中央集中力的强度要求。门机构，门板，门控器，门框组成采用模块化设计。采用整体单元式门框，安装方便，易于维护保养，并具有如下的设计创新：密封采用压紧方式而非充气方式，局部损坏时对密封性影响小，压紧密封对乘客无人身危险，防冻密封系统等。门板与门框之间采用双唇加压密封方式，能保证气密性。

图4 动车组自动塞拉门的基本技术

参数 2.2塞拉门主要功能简介 2.2.1原理设计

新型动车组每节车厢共有4扇门（除特殊车型外），每扇门由独立的门控器（DCU）控制，4个DCU中设置一个主门控器（MDCU），负责与列车控制与监测系统（TCMS）进行数据交换。新型动车组塞拉门电气控制系统由硬线控制、网络控制以及网络监测3部分组成。其中对安全性和可靠性要求较高的功能由硬线控制完成，特殊功能由网络控制完成，整列车塞拉门系统的状态反馈与故障显示由网络监测完成。每个DCU均根据硬线控制命令执行相关功能，同时也接收做为诊断备份使用的网络控制信号（数据流：TCMS-MDCU-DCU）。另外，MDCU将接收从TCMS发送的指令来完成特殊的功能模式。TCMS将从MDCU接收信息用于塞拉门的状态显示、故障维护等功能。每个DCU处理硬线控制命令和网络控制命令的原则如下：

① 硬线+一致时，DCU执行相关功能。

②当硬线信号存在，网络信号无时，DCU执行硬线指令相关功能，DCU产生并在内部储存一个“网络信号与硬线信号不一致”的故障记录。

③当硬线信号无，网络信号存在时，DCU不执行任何功能，DCU产生并在内部储存一个“网络信号与硬线信号不一致”的故障记录。

④当硬线信号存在，网络信号存在但二者不一致时，DCU执行硬线指令相关功能，DCU产生并在内部储存一个“网络信号与硬线信号不一致”的故障记录。

2.2.2塞拉门控制

集控模式门侧选择为了防止司机的误操作和增加塞拉门系统的可靠性和安全性，新型车增加了门侧选择开关。当列车即将进站时，由司机根据车站调度命令选择开门。

侧门缓解、开门、关门塞拉门系统共有4条贯穿全列的控制硬线：左侧门缓解控制线，左侧门开门控制线，右侧门缓解控制线，右门开门控制线。所有的门控器均并联在相应的控制线上。

①集控门缓解功能在列车停车时，司机启动门侧选择开关后，按下相应侧的门缓解按钮，相应侧门缓解指令激活，缓解控制线得电，全列相应侧DCU得到门缓解指令。

②集控开门功能在列车停车时，司机启动门侧选择开关，相应侧门缓解按钮激活后，按下开门按钮，相应侧门打开指令激活，打开控制线得电，全列相应侧DCU得到门打开指令。

③集控关门功能在列车速度V<5km/h，司机启动门侧选择开关同时门处于缓解或者打开状态时，激活关门按钮，全列两侧门缓解控制信号消失，则塞拉门由缓解状态或打开状态变成锁闭状态。

通过速度信号关门如果DCU通过硬线信号得知列车速度大于5km/h，所有的门立即关闭。由于列车是开门行驶，必须要逆着行驶方向进行关门动作，因此DCU会增加关门的力度。通过速度信号关门具有最高优先级，即如果速度信号不符合设计要求规定的值，车门将立即关闭。

门锁闭①当DCU执行门关闭后，会将门关闭的状态反馈给MDCU，MDCU将4个门的锁闭状态通过RS485总线反馈给TCMS。

②每节车均有一个硬线环路监测门的锁闭状态。当4个门均锁闭后，该硬线环路建立，TCMS收到DI输入信号。门的锁闭状态由硬线环路反馈信号和网络反馈信号共同决定：a.当硬线环路反馈信号与网络反馈信号一致时，门锁闭状态正常；b.当硬线环路反馈信号与网络反馈信号不一致时，TCMS发出诊断报警信息。

状态反馈MDCU将4个门的状态信息、故障诊断信息汇总后通过RS485总线发送给TCMS，TCMS将信息实时显示在司机室显示器上，并在维护界面显示相关故障信息，同时生成故障记录。在司机室显示器上，车体两侧的外面各有一条长的黄色直线表示门处于未缓解状态。

防挤压功能有的电动或电控气动塞拉门均需有防挤压功能，以防止门在动作过程中将乘客挤伤。在塞拉门关闭过程中，在车门达到关闭锁紧位置之前，以下情况都可以激活防挤压功能：

①通过防夹手感应胶条的防夹保护塞拉门门扇的前缘安装有2个互相独立的防夹手感应胶条。感应胶条内有一个密闭的空气腔。关门时,在限位开关(门关闭98%)未被激活前,如果遇到障碍,就会在空气腔内产生一个压力波动信号,这个信号通过门板内的空气压力感应开关转换成电信号输入DCU，激活相应的防夹 保护功能。一旦塞拉门到达关闭和锁闭位置后，即限位开关(门关闭98%)未被激活，防夹手感应胶条可以自动失效。

②电机电流监控DCU中存有一个标准电流限界曲线。这个限界曲线不是恒定不变的，而是依据门的位置以及电机在以前关闭过程中的工作电流（变化的限界曲线）生成的。这个工作电流由DCU测量,当车门运动时所测量的电机电流超过标准的限界值，门控单元就视为探测到一个障碍物，防挤压功能激活。

③位移/时间监控塞拉门的位移传感器将门位移划分成许多小段，当在一段确定的时间段内没有走完确定的路程，则启动相应的障碍物探测功能。DCU会测量每段关闭位移的关闭运行时间同时计算下一个关闭位移的关闭运行时间。

换端模式当列车进入换端模式后，在司机离开主控司机室前，塞拉门控制系统通过网络控制信号和硬线控制信号的自动转换，使两端司机室内的相关控制按钮无效，塞拉门保持换端前的状态。

2.2.3拓展功能

远程关门模式随着铁路速度等级和服务需求的不断增长，根据用户的需求，所有乘客登车后，乘务员可以在任何一个塞拉门通过四角钥匙开关发出实现此功能的“远程关门”指令。该功能可以使乘务员不通过司机而关闭全列车的塞拉门。在执行本功能前，乘务员所在位置的塞拉门必须是打开的。执行本功能后塞拉门将执行下列动作：

①如果塞拉门此时处于关闭且缓解状态,则缓解状态取消；

②如果塞拉门此时处于打开状态，则塞拉门关闭。以上动作不包括乘务员所在位置的门。[1]模式激活与结束乘务员顺时针旋转四角钥匙开关，此动作至少持续1s,该模式激活，乘务员所在门的DCU将远程关闭车门指令发送给本车MDCU（若所在门为MDCU则直接发送），由MDCU通过RS485总线发送给TCMS，TCMS接到该指令后，通过RS485总线将指令“远程关门”再发送给各车MDCU，由MDCU通知每个DCU执行远程关闭车门指令。当其他车所有车门均关闭后，TCMS向发出“远程关门模式”指令的MDCU发出“其他所有塞拉门已关闭”信号。该MDCU接到此信号后同时评估本车4个车门的状态。如果本车除发出“远程关门模式”指令的门外，其余3个门均处于锁闭状态，那么MDCU负责激活（或负责通知相应门的DCU激活）发出“远程关门模式”指令的门的蜂鸣器。当乘务员接收到蜂鸣器的通知后，关闭自己所在位置的车门，远程关门模式关闭，所有车门被关闭。9 [2]模式取消在乘务员所在位置的车门没有完全关闭之前,按下本地开门按钮，即取消该功能，乘务员所在那一侧的门重新被缓解。

通知司机出发在所有塞拉门被安全地关闭后，乘务员向司机发出发车命令。乘务员逆时针旋转四角钥匙开关，连续做两次，此时DCU通过RS485总线向TCMS发出信号“激活蜂鸣器”，TCMS激活司机室内的蜂鸣器。司机在听到蜂鸣器鸣响后且司机室显示器上显示所有门已锁闭后开车。

当列车临时停车时，为了使司机能够在运行线路上离开列车，司机可以激活此模式，打开司机室后部的左门和右门，而不需要缓解全列其他塞拉门。1）退出司机室司机将退出司机室模式按钮按下，模式被激活并发送给TCMS。司机将四角钥匙开关顺时针从“0”打到“1”位；按下本地开门按钮打开塞拉门。离开列车后，使用司机专用钥匙将塞拉门锁闭。2）进入司机室使用司机专用钥匙将塞拉门打开，操作本地关门按钮关闭塞拉门，司机将退出司机室模式按钮恢复，模式结束。

列车进入整备模式后，列车内部人员（如清洁人员）可以下车，但是未经允许的人员不能登车（两侧塞拉门都锁闭）。司机在显示器上触发该模式，TCMS向各车MDCU发出指令。仅当两侧的车门都锁闭时，塞拉门系统才接受TCMS发送的整备模式指令，整备模式才能被激活。在进入整备模式后，塞拉门就再不会从外面打开，但可通过按下本地开门按钮从车内打开，同时头车的门可通过司机专用钥匙打开。在整备模式下，塞拉门通过以下2种方式关闭： 1在车内：按下本地关门按钮； ○②在车外：按下本地开门按钮，在该模式下，车外的开门按钮被定义成“关门”，与普通模式相反。

2.3典型故障原因及分析

案例1 XX年XX月XX日，CRH2066C担当G7002次（上海-南京，00车为主控端）交路，列车运行长江至南京区间时，CRH2066C02车3位门报车门关闭故障（代码110）。司机随即停车并通知随车机械师，随车机师立即赶往02车3位门处，检查无异常后，随车机械师手动将车门隔离，维持动车组运行。故障排查：当晚动车组入库进行详细检查，发现02车3位门机构有漏油现象 10 且油位表内已显示无油。原因分析：

车门关闭故障原因该故障为机械类故障，由于密封件（该密封件的使用寿命为3年）磨损变形导致门机构漏油，致使门机构无法动作，引起车门故障。②密封件损坏原因一是因橡胶密封圈老化引起橡胶密封圈在使用中受到油质、温度、时间因素的影响，容易出现老化现象，使密封圈本体失去弹性、密封状态发生改变，此时泄漏发生；二是因机件间的磨损引起，导向活塞表面粗糙度过大降低了密封件的寿命；三是因受力变形引起，油压缸盖与油缸、导向部与间隔筒等处。

处理措施：更换门机构，试验正常。

案例2 XX年XX月XX日RH2075C担当G7002次（上海-南京，00车为主控端）交路，列车运行至苏州至无锡区间，CRH2075C03车报2位车门关闭故障（109），司机停车后随车机师立即赶往03车查看车门关闭情况，对2位车门进行检查未发现异常，隔离2位侧2、4位车门后，司机室关门灯亮，列车恢复正常，后续交路运行正常。

故障排查：当晚动车组入库进行详细检查，发现03车2位车门关门到位开关145+线在接线端子处断开，145C线状态良好。原因分析：

①车门关闭故障原因 车门关闭故障检测原理如下：

该故障为电气类故障，因145+线断开导致DIRR21继电器失电，MON终端装置无法接收车门关闭到位信号而报出车门关闭故障，进而导致牵引丢失故障。

②145+线断线原因

车门关闭到位开关（DS2）安装于门机构上，其伴随车门的压紧动作向车体外侧移动，由于145+线捆扎余量不足，在长期运动作用下导致接线端子尾部电缆疲劳断裂。

处理措施：对145+线重新压接端子并恢复接线，多次开关门试验正常。2.3.1动车组运行中通过司机室监控屏显示的几种故障现象

(1)司机室 BPS 屏显示车门未关闭,此类故障多为车门锁闭不到位。由于车内外空气压力差过大,运行前期车门承受压力限度 60 Pa,车门关闭时经常由于内压过大导致车门无法正常关闭。经过对车门软件升级将车门压力限度调为 80 Pa 后,此类故障基本消除.(2)司机室 BPS 屏报警, TD 屏显示车门故障,监控室 LT 屏显示故障,车门显示灯红灯亮。此类故障大多为车门机构锁闭不到位,重新开关门或复位后,此故障基本可以消除。

(3)司机室 BPS 屏报车门故障,TD 屏显示车门故障,监控室 LT 屏显示故障,车门指示灯显示正常。此类故障主要是车门主锁闭机构上 S12限位开关位置发生偏移,造成主锁在一级锁闭时 S12开关不能正常释放,车门关闭信号不能正常传输。经过对 S12 开关调整后故障消失。

(4)司机室 BPS 屏报车门故障,TD 屏显示车门故障,监控室 LT 屏显示正常,车门指示灯显示正常。此类故障判断为网络故障,主要是网络传输异常或受到干扰导致,一般进行复位后故障可以消除。

(5)司机室 BPS 屏瞬间性报车门(主要是机械门)故障。CRH5 型动车组开行前期,经常出现司机室 BPS 屏瞬间性报车门故障,停车检查时故障马上消失,后经检查发现,动车组在高速运行时,由于空气阻力使得机械车门晃动,导致机械锁锁闭机构出现瞬间性的活动, 造成限位开关信号时断时续,以至于检测系统误判断为车门未锁闭。后来经过对机械门门锁进行改造,此类故障消除。

2.3.2动车组运行中车门一般性故障产生原因分析

(1)操作不当而产生的故障：

①自动翻板上的机械隔离锁被打到隔离位未恢复, 导致门激活信号输出后,开门按钮灯不亮。②自动翻板电隔离开关(S22)被打到 on 位,导致门激活信号输出后,开门按钮灯不亮。

③车门内、外部紧急解锁装置在使用后未复位,导致报警器长响,集控信号无作用。

④自动翻板锁在翻板竖起或放下后未锁闭到位,导致门激活信号输出后,开门按钮灯不亮。当CRH5 型动车组发生以上4 类故障时,一般情况恢复车门或自动翻版隔离开关后故障均能消除。

(2)门控器(DCU)插线排松动及自身原因产生的故障

2.4动车组车门见故障分析

（1）操作不当。故障检查完毕后,假如故障仍未消除的、则考虑故障可能是因为门控器插头松动而产生,所以建议在排除其他故障时,首先考虑门控器的插头是否松动,如有松动应紧固处理。

（2）如果门控器插头紧固后故障未能消除,考虑是否门控器故障,此时可以查看车门控器状态指示灯,如果检测到门控器故障时,需更换处理。

(3)车门反复开关故障①下踏板关闭后行程开关不到位,此时应调节罩板调节杆的长短,使其在关闭后听到清脆“咔”的一声,表明车门正常关闭。②检查 98%行程开关位置是否正常,主要是位置是否发生偏移,否则需重新进行调整。③检查门关闭及锁闭限位开关(S12)位置是否正常,车门经过长时间动作,限位开关很容易产生松动或偏移,当位置不正确时要重新进行调整。④检查气动锁的位置是否准确,不准确重新进行调整;检查气动锁滚轮上是否有灰尘等赃物,要及时对车门机构进行清洁;检查车门气动锁压力是否大于 4.5×102Pa。⑤检查自动翻板的位置是否正确,门关闭到一定程度时门胶条是否会撞击到自动翻板的边缘,导致敏感胶条被激活。

13(4)车门集控时不开门和集控时不关门故障①先检查翻版是否锁闭到位,隔离是否恢复,气动锁滚轮上压力是否正常。②检查 5 km 信号、门释放信号、高低站台的选择是否正确。检查网络信号是否到位。③检查车门敏感胶条上是否有撞痕,胶条的电气接线是否脱落。④检查车门集控时网络信号是否正常,若不正常, 车门将无法接受集控指令,导致无法集控开启或关闭。

(5)车门正常关闭且指示灯正确,但 TD 显示屏上却显示离线或故障当发生此类故障时,应打开相应位置车门检查门, 将S5 由“1”位拨至“0”位,关闭此门控制系统的电源,并在再次送电时(将 S5 由“0”位拨至“1 位”)彻底重启门控器(具体操作为送电之前按住门控器上的 Reset 键, 当门控器上的标志灯只剩下最上面和最下面两个绿灯亮时,松手),如果按此操作仍显示错误,应为网络故障,此时以门状态为准,并检查网络。

(6)其他原因导致的车门故障①车内紧急解锁长时间被激活。此操作会导致车门K1继电器始终吸合,这是一种非常规的操作,长期发生将会导致K1继电器的触点接触不良。②保洁人员在车门打开或者踏板伸出的状态下清洗车体。在车门打开状态下清洗车体或高站台翻板时,有时会使水溅到供电设备上,导致电气设备烧毁,如黄色踏板电机、台阶踏板电机等的非正常烧损也是日常车门的典型故障之一,当水流入台阶内时,还可能会使车门下踏板的转动机构生锈,从而导致下踏板开启时机械卡滞(低站台模式开门时,如果台阶 3 s 内未打开,车门将不能正常开启)。③动车组运行途中,车门集控关闭时,突然受到障碍物挤压(如夹旅客行李等),导致车门故障。④日常缺少对车门机构的保养和维护,也是造成车门故障的主要原因之一。诸如车门运动机构的润滑、维护不到位时,也会造成车门工作停止卡滞。

图3为动车组车门故障总数统计分析第3章动车组车门系统的日常管理和维护

3.1减少动车组运行中车门故障的数量

(1)加强地面检修人员的业务技能培养。作为动车组运营部门,最重要的一个环节就是动车组检修,始终坚持检修保运用的原则,抓好动车组各项检修工作。首先就是要对地面检修人员进行基础的车门控制系统的培训和实地演练,做到每个人整体业务水平的提高。

(2)加强随车乘务人员的理论培训和实地演练,可以通过现车模拟动车组运行途中出现的故障,对车门故障进行系统演练。对每个可能发生故障的部位进行剖析,分析原因。

(3)加强各项工艺标准的落实,无论是地面检修人员或是随车乘务人员,学习动车组相关检修工艺标准。

(4)建立动车组车门故障管理台帐,由专人负责收录日常发生的车门故障,并通过对故障进行分析归类,掌握车门故障的规律,采取技术措施,有效控制车门故障的发生。

3.2加强对相关部件清洁和润滑

(1)要通过对车门故障的统计分析,逐步摸索车门故障规律,适当调整有关部件检修周期,有效降低车门故障的发生。

(2)定期对车门相关部件进行集中普查,如限位开关,门控器插线排、台阶踏板行程开关等,由于动车组高速运行,势必会造成限位开关偏移、线排松动或行程开关移位等现象,可以采取定期普查的方式消除车门较易发生的故障。

(3)地勤人员根据机车交路情况,合理安排班中工作,主动了解机车运行中存在的问题,提前做好闸瓦备品、机车滑油的准备,做好小辅修作业人员地勤作业兼 16 岗培训,在机车进库较集中的时间段,抽调小辅修人员协助检查,均衡地勤作业,提高机车检查质量。

(4)按轮次确定地勤作业范围。按机车走行公里,分轮次确定机车进库检查范围,综合分析机车整备信息与碎修、临修、小辅修信息,将整备检查、走行部检测信息与动态检测信息反馈相结合,找出各轮次的检查重点,明确各轮次的作业流程。

(5)通过不断引进和运用机车检测的各种先进设备与手段,加强机车状态把控,逐步达到地勤人员按状态检查、检测,上班乘务员重点机能试验的整备作业方式。

3.3对策措施

1.完善运用检修工艺、提高检修标准 2.修订完善一、二级修车门作业指导书

针对车门部件故障发生的频次，成立攻关小组，修订完善CHR2C型动车组车门检修作业指导书，增加“客室车门专项整修”等作业指导书，完善2项作业项点<1>开门到位开关的碰头与开关碰臂配合状态；开门到位开关与周围的螺钉关系<2>有效的解决了开门到位开关动作卡滞的问题。3.加强运用检修动车组车门专业化检修质量卡控

一是动车组车门检修过程中着重注意开关门按钮、固定螺栓、门机构及继电器安装状态的检查，避免发生由于螺栓松动、继电器安装不到位等原因引起的车门故障；二是对车门润滑项目的润滑使用油量及擦拭标准进行严格卡控，切实提高车门检修作业水平；三是结合春秋两季整治，开展动车组车门的整修，对动车组车门进行一次全面的维护保养。4.加强车门常见故障的分析汇总

一是建立车门故障库，将发现的问题进行汇总分析，分析查找惯性故障点，联合主机厂和配件供应商细化作业指导书，逐项制定日常检查维护作业要点，明确相关部件间隙调整周期、项点、方法、标准等要求，从而形成常态化维护；二 17 是组建车门故障攻关组，专项负责车门故障的分析及技术攻关工作，对每一类车门故障，采取合理化措施及整修方案进行处理，有效降低车门系统故障率。5.完善高级修制造工艺、提高验收标准。5.1 完善高级修制造工艺、安装方式。

一是完善高级修部件安装方式，针对CRH2C型动车组继电器盘安装松动故障频发问题，可加强侧门继电器盘的检查，同时改进控制继电器盘各子板的固定方式，从源头质量上解决，降低车门故障发生率；二是完善高级修制造工艺针对案例1问题，对新造和分解修的压紧缸，将导向活塞表面粗糙度由1.6改为0.8，减少由于运动部件间的磨损对密封件寿命的影响，减少门机构漏油故障的发生率。

5.2提高高级修验收标准

加强出厂检验的标准，例如针对案例1问题，可在对增压缸调试过程中，延长其保压时间（由20min延长至30min），可有效防止车门漏油现象的发生。6.加强随车机师应急处理能力

定期对随车机械师开展车门故障应急处理培训，保证随车机械师在动车组运行途中能够做到快速、有效地处理好故障，维持动车组安全运行。

致谢

金工实训已经结束了,首先要感谢我的指导老师——何剑老师,谢谢他为我热心的指导和帮助,是他给我细致的解答疑问,为我提供众多的有关设计书籍资料,又为我提纲契领,梳理脉络,使我确立了本文的框架。论文设计过程中,他为我指导一些以前没有弄清楚的知识,最终圆满的完成了本次设计.通过本次金工实训论文设计使我在各方面都有了很大的提高,还要感谢各位代课老师的精心指导,使我对实际机械加工过程有了更深更全面的认识,对工艺设计公差配合等方面也有更多的了解,为我以后的工作鉴定了扎实的基础。参考文献:

[1].上海铁路局动车组典型故障案例汇编》，上海铁路局车辆处.[2].CRH2C动车组原理图》，南车青岛四方机车车辆股份有限公司.[3].大连机车车辆工厂.东4型内燃机车电力传动[M].大连:大连理工大学出版社,1994.[4].赵敬超,张金才.内燃机车电力传动[M].北京:中国铁道出版社,2002.[5].林聪云.内燃机车电力传动[M].北京:中国铁道出版社,1998.[6]中华人民共和国铁道部.CRH5型动车组途中应急故障处理手册[M].北京:中国铁道出版社,2009.[7]张曙光.CRH5型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2008.

第五篇：发变组误上电保护配置及改进措施

发变组误上电保护配置及改进措施

金崇光

（三门核电有限公司 浙江省 三门县 317112）

摘要：温州燃机发电厂220kV主变c相开关在发变组解列过程中发生爆炸。本文根据此次爆炸事故分析该厂发变组保护中配置误上电保护的必要性和可行性，并介绍该厂增加误上电保护配置的改造及为提高误上电保护可靠性所采取的措施。关键词：误上电保护 断口闪络保护

0.引言

温州燃机发电厂#2发电机停机解列时发生主变220kV开关C相爆炸事故。经分析，事故原因为220kV开关C相机构故障造成分闸时电弧无法熄灭而引起开关爆炸。开关爆炸后，动触头导电部分通过支持瓷瓶内部对金属传动部件放电，单相接地短路后220kV母线的母差保护动作。

该厂#2主变220kV开关为三相联动开关，当发生非全相事故时，开关机构辅助接点已在分闸位置，发变组保护无法起到保护作用，如果开关不对地击穿放电，母差保护不动作，发电机长期非全相运行将造成设备严重损坏。

为此，本文针对此次事故分析发变组在发生特殊事故情况下的保护：误上电保护，探讨在该厂发变组保护中增加误上电保护配置的必要性和可行性，并介绍该厂误上电保护配置改造措施及经验，以供存在类似情况的电厂改造时参考和借鉴。

1.误上电事故分析及保护逻辑

1.1 误上电保护对因的事故原因

所谓误上电是指发电机在不满足并网条件时，机组单相、两相或三相并入系统。它包括以下几点：

机组未加励磁时误合闸。如在发电机转子静止、盘车、启动前暖机（对汽轮机）或转子冲转加速过程中。

发电机并网前或刚从系统断开后，高压断路器或机端出口断路器发生单相或两相闪络。

发电机非同期合闸，包括频率尚未达到允许值时断路器误合及频率已接近额定

值时以较大的合闸角并网。

误操作、绝缘不良及控制设备误动作

是导致误上电事故的主要原因[1]

。1.2 误上电的事故危害 1.2.1未加励磁时的误合闸

在发电机未加励磁时，励磁开关断开，发电机定子三相电流为零，机端电压为零。当高压侧或机端误合闸定子中将流过很大电流，尤其当转子静止时误合闸瞬间，转差为1，发电机等效阻抗最小，定子电流最大。定子电流产生的旋转磁场在转子表面感应出很大的电流，发电机以异步电动机方式拖动机组，机端出现低电压。当发电机由厂用电系统误上电时，由于厂变压器的阻抗比较大，发电机定子中的电流不大，造成的影响也相对较小。

发生误合闸后，转子表面的热量迅速积聚。机组容量越大，转子承受过热能力相对越小，所以大型发电机的转子更容易达到热积累极限而损坏。在发电机异步启动过程中，转子大轴上的叶片将产生较大振动，尤其是汽轮机叶片如在自然频率处停留时间过长，机械共振极易导致材料疲劳，严重时叶片或拉金出现断裂。如果发电机轴承的润滑系统退出工作（如在检修时），误合闸还将导致发电机的轴承损坏。

1.2.2断路器断口闪络

误上电保护中的断路器断口闪络保护一般考虑单相和两相闪络，不考虑三相闪络。发电机在启停过程的相当长一段时间里仅靠断路器与系统隔离，断路器断口可能因承受2倍的峰值电压而发生闪络。

发生闪络后，发电机定子中将流过很大的负序电流，产生相对转子约2倍的同

图

1、误上电保护逻辑框图

步转速旋转磁场，近而在发电机表层产生倍频电流，直接威胁转子的安全。闪络时还将产生冲击转矩作用于发电机上。另外，闪络将进一步破坏断路器触头间的绝缘，损坏断路器。

1.2.3发电机非同期合闸

如果合闸瞬间发电机频率已接近或等于系统频率，而断路器两端电压相位差较大，则合闸瞬间将产生很大的合闸电流。在断路器两端电压正好反相（即两端电压相位角差为180°时）且都为峰值时合闸电流最大；在两端电压相位角差为120°[2]时冲击转矩最大。

如果发电机在频率较低时合闸，则发电机与系统间不仅存在较大的频率差，机端电压和系统电压间幅值也有很大差异，角度差合格的可能性也极小。同期合闸的 3个条件很可能都不满足，至少也有2个条件不满足，定子中将产生巨大的冲击电流。由于转子转速与同步转速间存在较大差异，定子电流将在转子表面感应频率差电流，导致转子表面局部温升。如果热积累时间过长，同样也会损坏转子。非同期合闸对发电机组产生的巨大冲击还将缩短发电机的使用寿命，严重时将直接损坏大轴。另外，非同期合闸对系统的冲击也不

[3]

容忽视。

1.3 误上电保护逻辑 1.3.1误合闸保护逻辑

误上电保护的误合闸逻辑如图1所示（RCS-985保护）：

（1）发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。采用两组PT 均低电压延时t1 投入，电压恢复，延时t2（与低频闭锁判据配合）退出。

（2）发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。采用低频判据延时t3 投入，频率判据延时t4 返回，其时间应保证跳闸过程的完成。（3）发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。采用断路器位置接点，经控制字可以投退。判据延时t3 投入（考虑断路器分闸时间），延时t4 退出其时间应保证跳闸过程的完成。当发电机非同期合闸时，如果发电机断路器两侧电势相差180°附近，非同期合闸电流太大，跳闸易造成断路器损坏，此时闭锁跳断路器出口，先跳灭磁开关等其他开关，当断路器电流小于定值时再动作于跳出口开关。

误合闸保护同时取发电机机端、中性点电流，为提高可靠性，RCS-985A/B 发变组保护装置还取主变高压侧电流大于0.1Ie 作为辅助判据。误上电保护I 段对应“跳其他开关”，即误合闸时，主变高压侧电流大于开关允许电流，闭锁跳闸出口1 通道、跳闸出口2 通道（跳闸矩阵整定时可与主变高压侧开关或机端开关对应）；此功能只在“经断路器位置闭锁投入”置1 时才开放，其跳闸方式与误上电II 段跳闸出口相比，不跳跳闸出口1 通道、跳闸出口2 通道。

1.3.2断路器断口闪络保护逻辑

断路器断口闪络保护逻辑如图2所示（RCS-985保护）：

断路器闪络保护取主变高压侧开关电流。判据：

（1）断路器位置接点为断开状态；（2）负序电流大于整定值；

（3）发电机已加励磁，机端电压大于一固定值。保护动作于灭磁及启动断路器失灵。

图

2、断路器断口闪络保护逻辑框图

2.误上电保护改造方案

根据上述分析，误上电保护的断口闪

络保护对220kV开关存在的机构隐患具有较好的保护作用，增加完善该配置，可以确保在特殊事故状态下的有效保护发变组设备的安全。为进一步提高闪络保护和误合闸保护的可靠性，经与保护装置生产厂家讨论，在保护配置过程中对原保护逻辑下进行如下改造：

2.1 断路器闪络保护改造方案

断路器闪络保护改造方案（原理图见图3）利用负序电流元件和断路器的辅助接点构成，当出现负序电流后，如果断路器处于断开位置，应动作发电机跳灭磁开关，并启动系统失灵保护。电流取自变压 器高压侧电流互感器。断路器辅接点为断路器本体辅接点，为提高可靠性，220kV断路器闪络保护同时引入常闭接点和常开接点。

为防止单一继电器接点粘连误启动失灵，在启动失灵回路中串灭磁继电器的接点。同时灭磁继电器需预留跳高厂变低压侧开关的接点。

考虑到母差双重化的要求，启动断路器失灵和解除母差复压继电器各预留一付接点。

负序电流按躲过正常不平衡电流整

IT1灭磁2>断路器常闭辅接点&T2起动断路器失灵保护断路器常开辅接点T3解除母差复压闭锁解除母差复压闭锁接点T3LP至母差保护灭磁接点T1启动断路器失灵保护接点T2LP至母差保护图

3、断路器闪络保护方案原理图 定。T1按躲过断路器操作整定，取150ms，T2和T3取与T1相同的时间值。2.2 误合闸保护改造方案

误合闸保护改造方案（原理图见图4）通过低频低压元件和断路器辅助接点判断发电机处于盘车或转子静止状态，如机端出现电流则认为是误上电，跳断路器同时启动失灵。电压取自机端电压互感器，电流取自机端电流互感器。发电机停机时投入，并网后退出。断路器辅助接点为断路器本体的辅助常闭接点

方案中低压元件判断发电机盘车，未合励磁开关的情况，低频元件判断发电机转速未到额定转速已合励磁开关的情况。方案不考虑转速达到额定转速且已合励磁开关时发生非同期合闸的情况，根据运行需要可在保护或同期装置中设置非同期合闸保护功能。

误上电出口适当延时，T3取100ms，过流定值取0.5倍额定电流。T为防抖动时间，取50ms，T1和T2整定为1s。低压元件取50V~60V(线电压)，低频元件取48HZ。

3.结束语

大型发电机组在并网时断路器断口闪络和盘车或转子静止时误合闸产生的电流会导致机组设备损坏和事故范围扩大。近年来国内发电厂发生过多起类似事故，损失十分惨重。通过配置误上电保护可以消除设备损坏和事故范围扩大的隐患，确保机组设备的安全。

4.参考文献

[1]李忠,陆于平.大型发电机微机型误上电保

护[J],电力系统自动化 ,1995,19(7):25-29 [2]王步华.非同期并列对汽轮发电机组的危害

[J].华中电力,1999,12(1):29-30.[3]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京:中国电力出版社,1996.收稿日期： 作者简介：

金崇光（1976-），男，工程师，原温州燃机电厂继保专职，现就职于三门核电有限公司，从事电厂电气设备技术管理工作。

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断路器触点断开T/T1&T3出口跳闸并启动失灵

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4、误上电保护方案原理图

RETROFITTING OF DEPLOYING THE INADVERTENT ENERGIZING PROTECTION FOR GENERATOR AND TRANSFORMER UNIT

Jinchongguang

（SanMen nuclear power corporation Ltd., sanmen,zhejiang province, china）

ABSTRACT: The switch phase C of 220 kV main transformer in Wenzhou Gas Turbine Power Plant exploded during the process of Disruption.The feathbility and necessity of deploying the inadvertent energizing protection are analyzed in this article according to the accident, and the article also introduce the experience of retrofitting of deploying the inadvertent energizing protection , Ways of improvement are suggested.KEY WORDS：inadvertent energizing protection;breakage blashover protection