关于地铁牵引整流器加装双温度传感器必要性的探讨与实际应用

谢华辉

【摘 要】地铁牵引变电所通过整流变压器和整流器将AC33kV电源转换成DC1500V电源向接触网供电，为地铁提供动力能源。其中整流器本体设置的温度保护用于监视元件散热器的温度。一台整流器配备一个PT100温度传感器装置，当单个PT100温度传感器元件出现故障，易造成超温报警和超温跳闸误触发继而对应的整流机组退出运行的情况，影响直流供电系统的稳定运行及可靠性，因此加装双温度传感器有利于提高整流器温度保护的可靠性，双温度传感器于现场实际应用效果良好。

【关键词】整流器；双温度传感器；可靠性；实际应用

引言

地铁线网大发展的过程中，直流供电系统的稳定性尤为重要。下文通过温度传感器工作原理、温度保护出口路径等多方面来分析加装双温度传感器的必要性及可行性，同时介绍双温度传感器于现场的实际应用情况。

一、事件背景

2017年5月13日运营期间某号线某站1#整流器R11触发超温报警（>100℃），随后触发超温跳闸（>130℃），33kV系统1#整流机组106开关跳闸，1#整流机组退出运行，由2#整流机组供电，但若2#整流机组出现故障，将影响较大，影响地铁营运。经过变电技术人员检查及分析，判断超温报警及跳闸的原因为PT100温度传感器故障，紧急更换后设备恢复正常。

二、整流器温度保护分析

（一）PT100温度传感器工作原理

PT100电阻为铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而匀速增长。

（二）整流器温度保护出口路径（以广州地铁七号线为例）

PT100温度传感器安装在整流器上端，利用PT100热电阻的工作原理将温度信号转化为电信号，传输至I4温度采集模块，I4温度采集模块将采集信号传输至I1模块逻辑分析，继而通过如下两种途径输出保护信号。当温度达到100℃触发超温报警，当达到130℃触发超温跳闸。

超温跳闸动作出口：I1模块将整流器故障总信号通过硬接线传输至DY2继电器盒的，继而通过硬线传输至33kV F650保护模块，触发33kV开关柜跳闸；

超温报警、跳闸信息出口：I1模块将各类保护信号通过485线直接传输至SCADA，在SCADA可以显示具体哪种保护出口。

保护信息传输路径如下图所示：

三、結合实例分析加装双PT100传感器可行性

广州地铁七号线牵引系统整流器为西安永电公司产品，该产品每个整流器柜温度保护设置1个温度传感器PT100，从提高供电正常运行可靠性出发，可考虑每个整流器柜上设置双PT100温度传感器，分别安装在相近的二极管散热器上方。

2个PT100传感器将温度信号传输至I4温度采集模块（I4温度采集模块设置有2个采集输入口，原设计已用1个，预留1个），I4温度采集模块把2个PT100温度采集信号输入至PLC I1模块后，超温报警逻辑取“或”门的逻辑关系，超温跳闸逻辑取“与”门的逻辑关系：

1）任意单个PT100温度传感器检测到超温100℃后，启动温度保护告警出口；

2）单PT100温度传感器检测超温130℃后，另一个PT100温度传感器未检测到超温130℃，不启动温度保护动作出口；

3）双PT100温度传感器同时检测超温130℃后，启动温度保护动作出口。

其保护信息传输路径及简单逻辑示意图如下：

四、双PT100温度传感器的实际应用

广州地铁七、九号线已全面加装双PT100温度传感器，双PT100温度传感器功能测试正常，整流器设备运行正常，加强了整流器可靠性及稳定性。双PT100温度传感器安装图及人机界面显示图如下：

结语

综上所述，双温度传感器应用于地铁牵引整流器，有利于保障直流供电系统的稳定运行。双温度传感器已优先应用及测试于广州地铁七、九号线，各项功能正常，效果显著，提高了整流器设备的可靠性及稳定性，推荐应用到各地铁线路实际中去。

参考文献：

[1]于松伟.城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M].成都：西南交通大学出版社，2008.6.

[2]王靖满.城市轨道交通供电系统技术[M].上海：科学普及出版社，2011.9.

（作者单位：广州地铁集团有限公司）