CN106335371B - 一种电力工程车高速断路器的双dcu控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，该方法包括：第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，第一DCU、第二DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；当第一DCU出现故障时，第一DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。该方法实现单个DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

Description

一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法。

背景技术

目前，蓄电池电力工程车在直流接触网或蓄电池供电模式下，牵引主回路将直流DC1500V或者DC800V的直流电通过高速断路器、斩波电抗器的滤波及牵引逆变器的逆变后，向后续三相交流异步牵引电机提供三相电压，满足工程车运行需求。双供电模式下的蓄电池电力工程车主回路示意图如图1所示。

蓄电池电力工程车配置一台VVVF逆变器，VVVF逆变器由两个IGBT逆变模块单元组成，每个模块分别驱动一个转向架上的两台电机。当单个逆变模块出现故障时，通过转向架隔离开关，切除相应的逆变模块及转向架，不影响另一个逆变模块的使用。

蓄电池电力工程车高速断路器允许闭合命令来自于DCU，其高速断路器控制回路的控制接触器在接收到来自DCU发出的允许和高速断路器命令后，其主触点进行闭合，继而相应的辅助触点闭合。同时，串进高速断路器控制回路的网络系统发出高速断路器闭合指令。此时，整个高速断路器控制回路处于接通状态，瞬时大电流使高速断路器的合闸线圈闭合，此后控制回路的延迟继电器在间隔一段时间后，断开触点，并通过一个续流电阻维持高速断路器保持在导通状态，相应的控制逻辑如图2所示。

目前的蓄电池电力工程车逆变器只有一个DCU模块，因此高速断路器控制回路中，其允许闭合指令是单个DCU发出。如果DCU出现故障，此时的高速断路器控制回路就不能正常完成其闭合控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，以实现单个DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，该方法包括：

第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，所述第一DCU、所述第二DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；

当所述第一DCU出现故障时，所述第一DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；

转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

优选的，所述第一DCU和所述第二DCU均输出高速断路器允许闭合指令的过程包括：

所述第一DCU输出第一高速断路器允许闭合指令，由所述第一高速断路器允许闭合指令控制所述第一高速断路器控制回路继电器闭合，使所述第一高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合；

所述第二DCU输出第二高速断路器允许闭合指令，由所述第二高速断路器允许闭合指令控制所述第二高速断路器控制回路继电器闭合，使所述第二高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合。

优选的，当所述第一DCU出现故障时，所述第一DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开。

优选的，所述当所述第一DCU出现故障时，所述第一DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开之后，还包括：

所述第二DCU继续输出第二高速断路器允许闭合指令，并将所述第二高速断路器允许闭合指令发送至第二高速断路器控制回路继电器。

优选的，所述方法还包括：在司机室显示屏上显示第一DCU的状态。

优选的，第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，转向架隔离开关处于正常位。

优选的，所述方法还包括：

当所述第二DCU出现故障时，所述第二DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第二高速断路器控制回路继电器断开；

转向架隔离开关接收司机输入的第二隔离指令，将第二DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向高速断路器控制回路接触器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

优选的，所述高速断路器控制回路包括：网络系统，与所述网络系统相连的所述第一高速断路器控制回路继电器，与所述第一高速断路器控制回路继电器相连的所述第二高速断路器控制回路继电器，与所述第二高速断路器控制回路继电器相连的高速断路器控制回路接触器和高速断路器控制回路延迟继电器，以及与所述网络系统、第二高速断路器控制回路继电器、高速断路器控制器回路接触器相连的转向架隔离开关。

本发明所提供的一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，所述第一DCU、所述第二DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；当所述第一DCU出现故障时，所述第一DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。可见，该方法采用了两个DCU，并且增加了转向架隔离开关，将双DCU分别输出的高速断路器允许闭合指令进行有效联合，同时将用于转向架隔离的控制开关与高速断路器控制回路有效结合，仅通过操作转向架隔离开关，即可实现单个DCU的隔离控制，可切除单个DCU控制的高速断路器控制回路，而不影响另一个DCU输出的高速断路器控制回路，实现单个DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中蓄电池供电下的机车主回路示意图；

图2为现有技术中高速断路器控制回路的控制逻辑示意图；

图3为本发明所提供的一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法的流程图；

图4为高速断路器双DCU控制电路结构示意图；

图5为高速断路器控制回路示意图；

图6为双DCU正常工作模式下的控制回路2信号流通回路示意图；

图7为DCU1故障模式下的控制回路2信号流通回路示意图；

图8为DCU2故障模式下的控制回路2信号流通回路示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，以实现DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图3，图3为本发明所提供的一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法的流程图，该方法包括：

S11：第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，第一DCU、第二DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；

S12：当第一DCU出现故障时，第一DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；

S13：转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

可见，该方法采用了两个DCU，并且增加了转向架隔离开关，将双DCU分别输出的高速断路器允许闭合指令进行有效联合，同时将用于转向架隔离的控制开关与高速断路器控制回路有效结合，仅通过操作转向架隔离开关，即可实现单个DCU的隔离控制，可切除单个DCU控制的高速断路器控制回路，而不影响另一个DCU输出的高速断路器控制回路，实现单个DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

基于上述方法，具体的，步骤S11中，第一DCU和第二DCU均输出高速断路器允许闭合指令的过程包括以下步骤：

S21：第一DCU输出第一高速断路器允许闭合指令，由第一高速断路器允许闭合指令控制第一高速断路器控制回路继电器闭合，使第一高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合；

S22：第二DCU输出第二高速断路器允许闭合指令，由第二高速断路器允许闭合指令控制第二高速断路器控制回路继电器闭合，使第二高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合。

具体的，当第一DCU出现故障时，第一DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开。

其中，当第一DCU出现故障时，第一DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开之后，还包括：第二DCU继续输出第二高速断路器允许闭合指令，并将第二高速断路器允许闭合指令发送至第二高速断路器控制回路继电器。

进一步的，上述方法还包括：在司机室显示屏上显示第一DCU的状态。

其中，第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，转向架隔离开关处于正常位。

其中，本方法应用于蓄电池电力工程车。

具体的，高速断路器控制回路包括：网络系统，与网络系统相连的第一高速断路器控制回路继电器，与第一高速断路器控制回路继电器相连的第二高速断路器控制回路继电器，与第二高速断路器控制回路继电器相连的高速断路器控制回路接触器和高速断路器控制回路延迟继电器，以及与网络系统、第二高速断路器控制回路继电器、高速断路器控制器回路接触器相连的转向架隔离开关。详细的，这个高速断路器控制回路作为第二控制回路，高速断路器控制回路还包括第一控制回路和第三控制回路。其中，第一DCU与第一高速断路器控制回路继电器相连，第二DCU与第二高速断路器控制回路继电器相连，第一DCU和第二DCU均与转向架隔离开关相连；高速断路器控制回路接触器与高速断路器控制回路延迟继电器相连，续流电阻与高速断路器控制回路接触器相连，高速断路器与高速断路器控制回路延迟继电器和续流电阻均相连。

进一步的上述方法还包括以下步骤：

S31：当第二DCU出现故障时，第二DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第二高速断路器控制回路继电器断开；

S32：转向架隔离开关接收司机输入的第二隔离指令，将第二DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向高速断路器控制回路接触器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

其中，当第二DCU出现故障时，第二DCU停止输出第二高速断路器允许闭合指令，使第二高速断路器控制回路继电器断开之后，当第二DCU出现故障时，第二DCU停止输出第二高速断路器允许闭合指令，使第二高速断路器控制回路继电器断开之后，还包括：第一DCU继续输出第一高速断路器允许闭合指令，并将第一高速断路器允许闭合指令发送至第一高速断路器控制回路继电器。

本发明为实现蓄电池电力机车架控模式，将DCU输出的两路高速断路器允许闭合指令，单独控制不同的接触器，并在控制回路上进行有效结合，真正实现单个转向架的独立控制，提高系统和机车使用安全，并且将转向架隔离开关与高速断路器控制回路有效结合，仅通过操作转向架隔离开关，即实现单个DCU及单转向架的隔离控制。

本发明是将双DCU分别输出的高速断路器允许闭合指令进行有效联合，同时将用于转向架隔离的控制开关与高速断路器控制回路有效结合。在通过隔离开关手动切除单个转向架的同时，可切除单个DCU控制的高速断路器控制回路，而不影响另一个转向架的电气性能及另一个DCU输出的高速断路器控制回路。高速断路器双DCU控制电路结构图如图4所示，DCU1指代第一DCU，DCU2指代第二DCU。

具体的，在机械间低压柜操作面板上增加一个集成选择转换开关，在单路DCU出现故障的情况下，实现了司机只需扭动转换开关，无需操作其他按钮，即可达到隔离相应的高速断路器控制回路的目的。

高速断路器的控制回路可分为控制回路1、控制回路2和控制回路3，高速断路器控制回路如图5所示。

机车走行过程中，在接触网供电或蓄电池供电模式下，双DCU同时输出高速断路器允许闭合指令，此时的转向架隔离开关处于正常位。双DCU输出的高速断路器允许闭合指令分别控制相应的继电器闭合，使得继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电，常开触点闭合。若整车控制系统整备完善，满足高速断路器闭合的软启动条件，此时由网络发出的高速断路器闭合指令，使得控制回路1与控制回路2导通。

高速断路器控制回路1与控制回路2导通后，使得相应控制回路的接触器得电动作，并使得控制回路3中串接的接触器闭合。控制回路3中的大电流使得高速断路器的合闸线圈闭合。控制回路1在持续导通一定时间后，其串接在控制回路中的延迟继电器断开，使得回路中的接触器失电动作，并使得串接在控制回路3中的接触器断开。此时由并联在此接触器上的一个续流电阻，向高速断路器持续提供一个小电流，使高速断路器保持在闭合状态。

在单个DCU出现故障的情况下，为有效实现故障DCU的隔离控制，高速断路器控制回路2中的两个DCU允许闭合高速断路器继电器在进行了串接的同时，将转向架隔离开关的点位进行了有效分配，且双DCU的电源进行了单独分配。通过手动操作转换开关，即可实现故障转向架的隔离控制，而不影响另一路高速断路器控制回路的正常使用。隔离开关在有效截止单个高速断路器控制回路的同时，在司机室显示屏上显示被隔离的DCU的状态，即单个DCU故障，通信中断。

具体的，高速断路器双DCU控制回路2中，在双DCU均正常工作时，此隔离开关处于正常位，此时的控制回路2信号流通回路如图6，实线为信号流通方向。

高速断路器双DCU控制回路2中，DCU1出现故障时，其不再输出高速断路器允许闭合信号1，此时的高速断路器控制回路继电器1不动作。将隔离开关打到DCU1隔离位，网络控制信号通过隔离开关流向高速断路器控制回路继电器2，保证控制回路的有效导通，此时的控制回路2信号流通回路如图7，实线为信号流通方向。

高速断路器双DCU控制回路2中，DCU2出现故障时，其不再输出高速断路器允许闭合信号2，此时的高速断路器控制回路继电器2不动作。将隔离开关打到DCU2隔离位，网络控制信号通过隔离开关流向高速断路器控制回路接触器，保证控制回路的有效导通，此时的控制回路2信号流通回路如图8，实线为信号流通方向。

本发明采用双DCU控制继电器串接方式，并将转向架隔离开关并入到控制回路中，在实现将单转向架隔离信号传送给DCU的同时，实现双DCU输出的高速断路器允许闭合信号的有效隔离控制。

具体的，双DCU正常工作模式下，司机转动低压柜上转向架隔离转换开关，将开关转动到正常位置，此时转换开关将状态命令通过IO端口，发送给双DCU，机车网络系统通过MVB总线与DCU实现信息共享。双DCU输出的高速断路器允许闭合指令分别控制相应的继电器闭合，使得继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电，常开触点闭合。高速断路器控制回路1、控制回路2、控制回路3导通。

对于DCU1故障隔离，高速断路器双DCU控制回路2中，DCU1出现故障时，其不再输出高速断路器允许闭合信号1。司机转动低压柜上转向架隔离转换开关，将开关转动到切一架位置，此时转换开关将状态命令通过IO端口，发送给双DCU，机车网络系统通过MVB总线与DCU实现信息共享。此时的高速断路器控制回路2中的继电器1不动作，网络控制信号通过隔离开关流向高速断路器控制回路继电器2，保证控制回路的有效导通。

对于DCU2故障隔离，高速断路器双DCU控制回路2中，DCU2出现故障时，其不再输出高速断路器允许闭合信号2。司机转动低压柜上转向架隔离转换开关，将开关转动到切二架位置，此时转换开关将状态命令通过IO端口，发送给双DCU，机车网络系统通过MVB总线与DCU实现信息共享。此时的高速断路器控制回路2中的继电器2不动作，网络控制信号通过隔离开关流向高速断路器控制回路接触器，保证控制回路的有效导通。

本发明将DCU输出的两路高速断路器允许闭合指令，单独控制不同的接触器，并在控制回路上进行有效结合，同时将转向架隔离开关与高速断路器控制回路有效结合，仅通过操作转向架隔离开关，即可实现单转向架的隔离控制，真正实现单个DCU与单个转向架的独立控制。本发明的优点包括：在原有的高速断路器单DCU控制回路中，再串接一个DCU控制继电器，没有串进去其他继电器辅助触点，保留了工程车原有的高速断路器的控制方式；在高速断路器控制回路基础上，将用于转向架隔离的开关，与高速断路器控制回路结合，在实现将单转向架隔离信号传送给DCU的同时，实现双DCU输出的高速断路器允许闭合信号的有效隔离控制，此控制方式丰富了转换开关的工作模式，完善了既有蓄电池电力工程车高速断路器控制回路，使之更加安全方便可靠；实现高速断路器控制功能外，解决了蓄电池电力工程车在双DCU工作模式下，如何有效进行有效隔离控制的难题，及高速断路器控制回路中各器件之间的相互协调工作，完善了机车的高速断路器控制回路功能，提高了系统及机车使用安全。

综上，本发明所提供的一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，第一DCU、第二DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；当第一DCU出现故障时，第一DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。可见，该方法采用了两个DCU，并且增加了转向架隔离开关，将双DCU分别输出的高速断路器允许闭合指令进行有效联合，同时将用于转向架隔离的控制开关与高速断路器控制回路有效结合，仅通过操作转向架隔离开关，即可实现单个DCU的隔离控制，可切除单个DCU控制的高速断路器控制回路，而不影响另一个DCU输出的高速断路器控制回路，实现单个DCU出现故障的情况下，高速断路器仍能保持闭合状态。

以上对本发明所提供的一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电力工程车高速断路器的双DCU控制方法，其特征在于，包括：

第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，高速断路器控制回路处于导通状态，所述第一传动控制单元DCU、所述第二传动控制单元DCU及网络系统均输出高速断路器允许闭合指令，使高速断路器保持在闭合状态；

当所述第一传动控制单元DCU出现故障时，所述第一传动控制单元DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开；

转向架隔离开关接收司机输入的第一隔离指令，将第一传动控制单元DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向第二高速断路器控制回路继电器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传动控制单元DCU和所述第二传动控制单元DCU均输出高速断路器允许闭合指令的过程包括：

所述第一传动控制单元DCU输出第一高速断路器允许闭合指令，由所述第一高速断路器允许闭合指令控制所述第一高速断路器控制回路继电器闭合，使所述第一高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合；

所述第二传动控制单元DCU输出第二高速断路器允许闭合指令，由所述第二高速断路器允许闭合指令控制所述第二高速断路器控制回路继电器闭合，使所述第二高速断路器控制回路继电器串接在高速断路器控制回路中的辅助触点得电闭合。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一传动控制单元DCU出现故障时，所述第一传动控制单元DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述第一传动控制单元DCU出现故障时，所述第一传动控制单元DCU停止输出第一高速断路器允许闭合指令，使第一高速断路器控制回路继电器断开之后，还包括：

所述第二传动控制单元DCU继续输出第二高速断路器允许闭合指令，并将所述第二高速断路器允许闭合指令发送至第二高速断路器控制回路继电器。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在司机室显示屏上显示第一传动控制单元DCU的状态。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一传动控制单元DCU和第二传动控制单元DCU均正常工作时，转向架隔离开关处于正常位。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第二传动控制单元DCU出现故障时，所述第二传动控制单元DCU停止输出高速断路器允许闭合指令，使第二高速断路器控制回路继电器断开；

转向架隔离开关接收司机输入的第二隔离指令，将第二传动控制单元DCU隔离，网络系统输出的高速断路器允许闭合指令通过所述转向架隔离开关流向高速断路器控制回路接触器，保持高速断路器控制回路处于导通状态，使高速断路器闭合。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述高速断路器控制回路包括：网络系统，与所述网络系统相连的所述第一高速断路器控制回路继电器，与所述第一高速断路器控制回路继电器相连的所述第二高速断路器控制回路继电器，与所述第二高速断路器控制回路继电器相连的高速断路器控制回路接触器和高速断路器控制回路延迟继电器，以及与所述网络系统、第二高速断路器控制回路继电器、高速断路器控制器回路接触器相连的转向架隔离开关。