黃衍輝++段振濤++孫俊明++莫斌濤

摘 要：廣州地鐵五號線ABB低壓系統(tǒng)采用雙母線供電方式，其原理為當(dāng)一路進線電源失壓或一路主開關(guān)因故障而跳閘時，另一段母線通過母聯(lián)開關(guān)自動投入供電，以滿足供電系統(tǒng)的可靠性。然而在供電方式切換的過程，會引起部分負荷短時失電，給廣州地鐵的安全運營造成一定的影響。經(jīng)過多年運行，廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)程序暴露出了一些問題，使得廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)產(chǎn)生了因為非一次回路故障而導(dǎo)致的主開關(guān)分斷的不可靠現(xiàn)象。該文主要對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)的缺陷部分程序進行分析，并提出優(yōu)化設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：低壓主開關(guān) 程序 缺陷分析 非一次回路故障

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0029-02

廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)主要為車站內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等設(shè)備提供電源，采用雙母線供電方式，其原理為當(dāng)一路進線電源失壓或一路進線主開關(guān)因故障而跳閘時，另一段母線通過母聯(lián)開關(guān)自動投入供電，以滿足供電系統(tǒng)的可靠性。而該低壓控制系統(tǒng)采用了型號為07KR51的主PLC及型號為ICMK14F1的擴展模塊對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)進行程控。在廣州地鐵五號線多年運行以來，其低壓主開關(guān)程序暴露出了一些問題，使得廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)產(chǎn)生了由于非一次回路性故障而導(dǎo)致的主開關(guān)分斷的不可靠現(xiàn)象。現(xiàn)根據(jù)廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)的工作原理，對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)的缺陷部分程序進行分析。

1 廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)工作原理

廣州地鐵五號線ABB低壓系統(tǒng)采取雙母線供電方式，并由雙進線主開關(guān)及一母聯(lián)開關(guān)組成雙段母線供電模式。其中803母聯(lián)開關(guān)處安裝主控制PLC 075R51對低壓系統(tǒng)的自動控制進行程控，801、802主開關(guān)處安裝ICMK14F1擴展模塊，用以反饋開關(guān)位置、失壓等信息至主PLC，并執(zhí)行PLC發(fā)出的控制命令。其801、802主開關(guān)的ICMK14F1擴展模塊工作原理如圖1所示。

2 廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)缺陷程序分析及優(yōu)化設(shè)計

2.1 程序缺陷案例分析

由圖1可知，廣州地鐵五號線ABB的801、802低壓主開關(guān)通過其擴展模塊將“0”點失壓信號反饋至803主PLC處，在正常運營情況下，“0”處于高電平表示主開關(guān)上端有電壓，此時主開關(guān)保持合位。然而（以801為例）當(dāng)進線主開關(guān)801的擴展模塊ICMK14F1若出現(xiàn)短時失電或通訊中斷在重啟時間內(nèi)（一般為10～30 s），803開關(guān)柜內(nèi)的PLC（07KR51）無法檢測到I段擴展模塊的輸出，PLC將自動判斷為進線失壓，延時3秒后輸出I段失壓信號，程序如圖2所示。

而正常運營情況滿足工況“STATU40”（801=1、802=1、803=0），滿足II段無失壓信號，I段誤判為失壓后，程序延時1秒后輸出801分閘信號，如圖3所示。

根據(jù)程序圖4所示，分閘輸出“QF1YO=1”命令將保持30 s時間，若當(dāng)擴展模塊在30 s內(nèi)重啟完成后，立即接收到PLC的分閘輸出，導(dǎo)致801開關(guān)分閘。

當(dāng)進線開關(guān)801跳閘后，擴展模塊已經(jīng)恢復(fù)通訊，重新檢測實際進線有壓后，滿足了進線開關(guān)進線有壓合閘的條件。

從上述案例可知，當(dāng)進線主開關(guān)801的擴展模塊ICMK14F1若出現(xiàn)短時失電或通訊中斷而重啟，會導(dǎo)致非故障性分閘，不能保證開關(guān)動作的可靠性。不滿足低壓系統(tǒng)的供電安全。

2.2 程序缺陷優(yōu)化設(shè)計方案

根據(jù)上述程序缺陷案例分析，可在進線開關(guān)柜PLC擴展模塊ICMK14F1啟用輸入點I5（直接接入24 V電源。定義為：擴展模塊準備就緒，表示擴展模塊沒有存在電源失電和通訊異常情況。）一起判斷檢失壓功能。避免在擴展模塊短時失電和通訊中斷的狀態(tài)下判斷為進線失壓。相應(yīng)在擴展模塊增加如圖1虛線所示的151接線。

并在程序增加“JIUXU”判斷條件（如圖5所示），表示擴展模塊準備就緒。擴展模塊ICMK14F1失電或者重啟情況下，當(dāng)主PLC檢測到“JIUXU=0”，判斷不滿足失壓條件，不會再誤輸出失壓信號導(dǎo)致開關(guān)分閘。從而保障了低壓主開關(guān)的動作可靠性。

3 結(jié)語

本位主要對廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)控制原理及缺陷程序進行了分析，并根據(jù)程序的缺陷內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計，確保了廣州地鐵五號線ABB低壓主開關(guān)的動作可靠性，保障了地鐵低壓電力系統(tǒng)的安全、可靠。

參考文獻

[1] ABB公司.廣州市軌道交通變電所低壓通用控制原理圖[Z].2010.

[2] ABB公司.Emax低壓空氣斷路器安裝、使用及保養(yǎng)說明書[Z].2002.

[3] 林洪鐘.供配電系統(tǒng)可靠性探討[J].建筑電氣，2006，25（1）：15-16.

[4] 趙貴平.淺談低壓供電系統(tǒng)的幾種供電方式[J].西山科技，2002（4）：15-16.

[5] 韓連祥，牛廣斌，孫靜.城鐵低壓配電系統(tǒng)運行方式及自投自復(fù)原理[J].地鐵與輕軌，2003（1）：40-47.