石太客运专线是我国较早的一条高速铁路线路,于2009年正式通车运营,至今已运行3年多。石太客运专线的电力系统共有电力箱变120台,分布在191.806公里的铁路沿线,为石太客运专线沿线的行车设备提供工作电源。
石太客运专线在电力箱变内安装了UPS(不间断电源)设备。UPS设备的输入电源是通过双电源切换装置引自箱变内的一级贯通侧和综合贯通侧的低压回路,如图1所示。UPS的输出电源主要为以下设备供电:
图1 箱变内UPS输入和输出示意图
(1)为箱变内的高、低压开关,提供二次保护电源和操作电源;
(2)为箱变内电力远动装置RTU,提供工作电源;
(3)为箱变内烟感装置、凝露装置等,提供工作电源;
(4)为箱变内的各类指示灯,提供工作电源。
1 电力箱变内UPS的作用
电力箱变内安装UPS为二次系统提供不间断电源,在铁路电力系统中属于新技术,为铁路电力系统的可靠运行提供了保障。主要作用有以下几个方面:
(1)远动设备RTU使用UPS提供的不间断电源后，铁路一级贯通或综合贯通侧在一路因故障或检修停电时，双切换装置在进行电源切换的过程中,不会导致远动设备短暂失电而停止运行或重新启动。
(2)在铁路一级和综合贯通两路电源均停电的故障情况下,为远动设备和高、低压开关提供电源,实现远程监控功能,极大地缩短了故障处理时间,保障了高速铁路的可靠供电。
(3)为箱变内二次保护系统提供了更加可靠的保护电源。
2 UPS故障的原因
箱变内UPS自安装调试以来,前两年设备运行情况稳定可靠,但是到了第三年设备故障不断发生,经过对故障情况进行整理和分析,主要有两个方面:
(1)蓄电池寿命缩短的问题
①石太客运专线电力箱变内UPS蓄电池采用的都是阀控式密封铅酸蓄电池,也就是俗称的免维护蓄电池。这种蓄电池具有体积小、重量轻、自放电小、维护少、寿命长、使用方便、对环境无腐蚀和污染等优点。按照厂家的原设计,这种蓄电池使用寿命为5年,但是仅仅过了3年就出现了蓄电池容量不足、内部短路等情况。