津滨轻轨SEPCOS控制保护装置的可靠性改造

兰金茹，徐长海

0 引言

津滨轻轨直流牵引供电系统中采用KMB 直流金属封闭式开关装置，它由一系列标准化单元组成，主要作为控制和保护装置，向接触网提供直流牵引电源的分配。而安装在直流快速断路器小车低压室的一体化的控制和保护系统装置SEPCOS 则提供所有的保护、控制和通讯功能。

SEPCOS 装置集监视、控制和保护于一体，是一种先进的基于可编程控制器（PLC）的控制和保护装置。SEPCOS 装置具有模块化、易于扩展、适应性强等特点。

1 SEPCOS 装置控制和保护系统的功能

SEPCOS装置控制和保护系统是基于几个微处理器的功能齐全的系统。可用于保护和控制直流变电所中的馈线柜、正、负极柜和整流器。SEPCOS装置控制和保护系统是一个独立的、模块化的、可扩展的、可编程的系统。

SEPCOS装置控制和保护系统具有多种控制和保护功能，满足电力牵引网络的需要。SEPCOS装置具有4组功能，即提高保护性的模拟输入量测量和保护功能、控制功能、记录功能和通讯功能。测量、保护和通讯程序存储在EPROM（电可编程只读存储器）中。控制程序存储在EPPROM（电可 擦除只读存储器）中，并可通过预编程的串行线和网络下载。

2 津滨轻轨SEPCOS 装置的现状

津滨轻轨SEPCOS 装置安装在沿线各变电所内，全线共有96 台，随着运营年限的增长，SEPCOS工作的稳定性显著下降。目前，SEPCOS 装置的工作现状表现在以下3 点：

（1）SEPCOS 装置安装在沿线各变电所内，空间紧凑，且24 h 运行，发热量大。通过在3 个变电所采集的SEPCOS 装置工作的平均温度得出，夏季SEPCOS 装置的工作温度高达50℃以上。

（2）SEPCOS 装置上的电子元器件长期工作在较高温度，使用寿命和可靠性将大大降低，SEPCOS 装置故障均为板卡烧损，温度过高是造成故障的原因之一。

（3）SEPCOS 装置为进口装置，集成度高，一旦损坏，无法进行自主维修。

3 提升SEPCOS 装置工作可靠性技术改造

SEPCOS 装置内部主要由电路板卡构成，电路板卡上的元器件在高温下工作，使用寿命将大大缩短。因此在SEPCOS 装置出现故障前，对该装置进行改造，降低工作温度，将大大提升该装置工作的可靠性。津滨轻轨SEPCOS 装置的壳体上均留有扩容空间，但轻轨供电系统不进行扩容，该空间的存在使改造成为可能。

提升SEPCOS 装置工作可靠性的改造方案是在SEPCOS 装置本身预留的空间加装散热装置，从而使SEPCOS 装置的工作温度下降到40℃以下。下面将改造方案加以介绍。

（1）确定散热装置的组成与功能。加装的散热装置由散热风扇和控制电路2 部分组成，具体信息见表1。

表1 散热装置的组成与功能一览表

（2）控制电路的设计。该控制电路应具有工作指示和报警指示的功能；风扇短路、断路时通过蜂鸣器报警，值班人员便于及时处理故障。其电路原理图见图1。

图1 散热装置控制电路原理图

（3）根据电路原理图，制作散热装置，包括加工底板、焊接元器件、组装、调试等部分。

（4）离线调试成功后，将散热装置安装到2个变电所内进行功能试验，观察安装前后SEPCOS装置的工作温度。经过3 个月的数据统计，安装散热装置后，SPECOS 装置的工作温度下降到40℃以下。图2给出了改造前后的实物图。

图2 SEPCOS 装置改造前后实物图

4 风险应对措施

SEPCOS 装置技术改造风险应对措施如下：

（1）在风扇上加装屏蔽罩（网孔直径1 mm），解决高频干扰信号，同时还可减少灰尘。

（2）进行干扰试验，通过功能试验，即可完成。

（3）散热装置控制电路设计有风扇故障和控制电路故障双重保险，一旦出现故障，保险管熔断，且报警指示灯亮。该散热装置退出运行。

5 结语

SEPCOS 装置是供电变电系统中的关键装置。该装置故障将导致断路器非正常跳闸，严重时将导致部分区段内的接触网断电，影响运营，因此保障SEPCOS 装置工作的可靠性至关重要。通过加装散热装置，SEPCOS 装置的工作温度降低到了40℃ 以下。SEPCOS 装置工作温度的大大降低，改善了该装置内部电子元器件的工作环境，延长了元器件的使用寿命，提升了该装置工作的可靠性。

[1]GB/T10411-2005 城市轨道交通直流牵引供电系统[S].

[2]肖伟强.广州地铁2号线1 500 V直流开关的控制保护[J].机车电传动，2006，（1）：50-53.

[3]黄培华，何铁牛.装置管理规范化及预测性维修[J].工程机械与维修，2005，（17）.