CN107769163A - 一种牵引变压器油泵的保护方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种牵引变压器油泵的保护方法，包括：闭合油泵的供电电路，监测供电电路的电流和变压器的油温；若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；若当前油温低于第一温度，断开供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合供电电路；若当前电流不小于第一电流，断开供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制机车封锁功率。本发明中，油泵在出现堵转的可能时提前自动断开供电电路，油温上升后再次闭合供电电路，运行油泵。通过本发明，油泵工作的环境温度和耐受电流范围扩大，使得牵引变压器的可靠性获得提高。本申请还相应公开了一种牵引变压器油泵的保护系统及装置。

Description

一种牵引变压器油泵的保护方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及牵引变压器领域，特别涉及一种牵引变压器油泵的保护方法、系统及装置。

背景技术

电力机车使用的牵引变压器，基本上为油浸式变压器，一般采用强迫油循环冷却方式，其中油泵作为维持有循环的动力。对于该变压器的保护，主要通过监测油流、油温和压力参数进行；对油泵的保护主要通过其供电线路中的三相断路器进行。在极端低温情况下，变压器油的运动黏度增加，可能导致变压器油泵在启动时处于堵转状态，于是油泵电流变大，使油泵的三相断路器跳开，油泵停止运转；当变压器保护装置中油流参数超出范围，为保护变压器，机车牵引功率封锁，影响电力机车的使用。另外，受油泵三相电机工作特性和三相断路器特性限制，油泵供电线路中的三相断路器只能对油泵三相电机中的短路故障、启动过程中缺相和严重过载故障，也即堵转进行保护，运行过程中如果油泵三相电机出现缺相故障，三相断路器无法提供保护，可能导致油泵烧损。

另外，在一般的低温情况下，传统的油流继电器有可能检测不到油流，影响机车的使用。因此，实用新型专利CN202837861U提出一种低温情况下机车控制系统屏蔽油流继电器信号的方法来保证机车的使用。但该方法存在一定风险，例如当有循环支路真实发生故障，变压器油停止循环，而机车处于大功率牵引或电制动工况下时，牵引变压器绕组温度会快速上升，当温度超过绕组导线外包绝缘材料的极限温度会引起绝缘材料的老化失效，进一步引发牵引变压器绕组绝缘击穿，造成严重的后果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种牵引变压器油泵的保护方法、系统及装置，以实现牵引变压器在机车允许的任意环境温度下的可靠运用。其具体方案如下：

一种牵引变压器油泵的保护方法，包括：

闭合油泵的供电电路，监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

优选的，所述若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路的过程，包括：

若当前电流大于第二电流且当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路。

优选的，所述油泵工作温度的温度值与所述第一温度或所述第二温度相等。

优选的，所述保护方法还包括：

若当前电流小于第三电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

优选的，所述若当前电流小于第三电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率的过程，包括：

若当前电流小于所述第三电流且当前油温大于所述第一温度，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

优选的，所述保护方法还包括：

若当前油温在第三温度和第四温度之间，控制所述机车降功率运行；

若当前油温不低于所述第四温度，控制所述机车封锁功率。

优选的，所述保护方法还包括：

若当前油温不低于所述第三温度，且当前电流大于所述第二电流的时间超过预设值，控制所述机车封锁功率。

相应的，本发明还公开了一种牵引变压器油泵的保护系统，包括：

信息监测模块，用于监测供电电路的电流和变压器的油温；

动作执行模块，用于执行以下动作：

闭合油泵的供电电路；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

相应的，本发明还公开了一种牵引变压器油泵的保护装置，包括接触器，断路器，传感器和处理器，其中，所述处理器用于执行以下步骤：

闭合油泵的供电电路中的所述接触器和所述断路器，通过所述传感器监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，控制所述接触器断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，控制所述接触器闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，控制所述断路器断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

优选的，所述保护装置还包括：

用于记录所述保护装置工作数据的存储器。

本发明公开了一种牵引变压器油泵的保护方法，包括：闭合油泵的供电电路，监测所述供电电路的电流和变压器的油温；若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。本发明中，所述油泵在第一温度以下有出现堵转的可能，于是为预防故障发生，提前自动断开供电电路，控制机车继续运行，使油温上升，消除堵转的可能后，再次闭合供电电路，运行油泵。通过本发明，油泵工作的环境温度和耐受电流范围扩大，系统优化了故障处理的逻辑动作，使得牵引变压器的可靠性获得提高。

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为本发明实施例中一种牵引变压器油泵的保护方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中一种牵引变压器油泵的保护系统的结构分布图；

图3为本发明实施例中一种牵引变压器油泵的保护装置的结构分布图。

具体实施方式

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。

本发明实施例公开了一种牵引变压器油泵的保护方法，参见图1所示，包括：

步骤S1：闭合油泵的供电电路，监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

可以理解的是，这里将供电电路中所有的开关均闭合，使油泵通电转动；

其中，与现有技术相似的，本发明用于逻辑判断的参数包括油温，另外，现有技术中的油流参数由供电电路的电流代替，电流可以更直观地了解油泵的工作状态，以此判断牵引变压器的环境是否符合工作要求。

步骤S2：若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

其中，第一电流是一般指的是供电电路中必须人工闭合、遇到大电流会自动断开的断路器的动作电流。在整个供电电路中，第一电流是所有的开关的断开动作的整定值中最大的。

步骤S3：若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

另外，如果当前油温不低于所述第一温度，可以认为当前的油泵正常工作，不需采取任何措施。

可以理解的是，如果温度低到一定值以下，油泵在启动时处于堵转状态，会导致产生极大的电流，从而供电电路中的开关自行断开。这里的第一温度是根据变压器油的特性选择出来的温度，在该温度下变压器油运动粘度较大，但还没有达到使油泵堵转或产生高于第一电流的大电流的程度。

可以理解的是，机车功率运行使变压器油的温度升高，油泵运行对变压器油降温。当油温低于第一温度后，本发明可以提前主动断开油泵的供电电路，凭借机车的运行功率对变压器油升温，当升温至油泵工作温度后，再次主动闭合所述供电电路对油泵供电，避免了现有技术中油温过低使油泵堵转的严重故障产生。

其中，机车之所以降功率运行，是因为牵引变压器确实处于警戒状态，全功率运行不易控制其影响，如果油泵还未来得及启动降温，而变压器油温迅速上升，会导致温度过高的另一个极端情况产生；但是，因为油温低于第一温度不是非常严重的故障情况，因此不需要机车完全封锁功率，导致机车的工作完全停滞。因此，选择控制机车降低部分功率运行，降低的比例根据机车需求和变压器状态进行选择。

具体的，步骤S3的执行条件还可以进一步限定为“若当前电流大于第二电流且当前油温低于所述第一温度”，由此可以更明确地判定油泵处于警戒状态，需要作出对变压器油升温的措施。其中，第二电流小于第一电流，但是大于油泵的额定电流。

步骤S4：若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

可以理解的是，电流大于第一电流时，牵引变压器处于极紧急的状态，一般出现该大电流时，断路器会自发跳开，对短路的油泵进行断路保护，此时的断路器不会自动闭合，必须是人工控制才能再次闭合电路。工作人员在闭合电路之前，需要确保故障已处理完毕，因此还可以在断开供电电路后发出故障提醒，以使工作人员及时处理。

在断路器断开供电电路后，由于变压器油温不高，机车还可以继续运行一段时间的功率，期间油温上升；当油温升高至第二温度，该温度为油泵不工作时变压器工作的极限高温值，控制机车封锁功率，使油温不再上升。可以理解的是，第二温度比第一温度要高。

因此，步骤S3中提到的油泵工作温度，根据第一温度和第二温度的定义，可以将油泵工作温度设置为第一温度或第二温度，也可以设为第一温度和第二温度区间内的任一温度。

本发明公开了一种牵引变压器油泵的保护方法，包括：闭合油泵的供电电路，监测所述供电电路的电流和变压器的油温；若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。本发明中，所述油泵在第一温度以下有出现堵转的可能，于是为预防故障发生，提前自动断开供电电路，控制机车继续运行，使油温上升，消除堵转的可能后，再次闭合供电电路，运行油泵。通过本发明，油泵工作的环境温度和耐受电流范围扩大，系统优化了故障处理的逻辑动作，使得牵引变压器的可靠性获得提高。

本发明实施例公开了一种具体的启用变压器油泵的保护方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

所述保护方法还可以包括：

若当前电流小于第三电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

其中，第三电流小于油泵的额定电流，供电电路接通而当前电流明显小于油泵额定电流，则判定此时油泵可能出现故障，进而需要进行相应的措施。

具体的，步骤S5的执行条件可以进一步限定为“当前电流小于所述第三电流且当前油温大于所述第一温度”，这样判定故障的准确性更高，而且能够更选择更有效的处理措施。

这里选择了与步骤S4相似的处理方法，当然，还可以有其他的逻辑方法，例如断开供电电路一段时间后再次闭合等等，此处不作限制。

进一步，考虑到如果变压器油温过高，油泵即使正常工作，甚至超负荷工作，也无法降低油温的情况，则必须考虑控制机车的功率。如下是两种控制思路：

一种为当前油温在第三温度和第四温度之间，控制所述机车降功率运行；若当前油温不低于所述第四温度，控制所述机车封锁功率。其中，第三温度为油泵正常运行时，设定的变压器油温一级保护值，也即变压器正常工作的极限高温值；第四温度为油泵正常运行时，设定的变压器油温终极保护值，也即变压器允许使用的极限高温值。这种方法是传统的分级油温保护，大体思路是产热方，即机车功率不再产热或减缓产热，散热方油泵持续散热。

另一种为当前油温不低于所述第三温度，且当前电流大于所述第二电流的时间超过预设值，控制所述机车封锁功率。这种方法类同前述实施例，将油泵状态纳为策略参数之一，当油泵状态可能故障的情况，保险起见直接控制机车功率封锁。当然，油温过高的处理还可以有其他方法，此处不做限制。

可以理解的是，本发明实施例中提到的与比较关系有关的温度区间、电流区间，该区间可以为左开右闭的区间，也可以为左闭右开的区间，还可以取完全闭区间或开区间。例如上文中“当前油温在第三温度和第四温度之间”，该区间包括左端点第三温度但不包括右端点第四区间。

相应的，本发明实施例还公开了一种牵引变压器油泵的保护系统，参见图2所示，包括：

信息监测模块01，用于监测供电电路的电流和变压器的油温；

动作执行模块02，用于执行以下动作：

闭合油泵的供电电路；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

具体的，有关所述动作执行模块的细节描述，可以参照上述实施例中有关牵引变压器油泵的保护方法中的相关细节，此处不再赘述。

通过本发明，油泵工作的环境温度和耐受电流范围扩大，系统优化了故障处理的逻辑动作，使得牵引变压器的可靠性获得提高。

相应的，本发明实施例还公开了一种牵引变压器油泵的保护装置，包括接触器11，断路器12，传感器13和处理器14，其中，所述处理器14用于执行以下步骤：

闭合油泵的供电电路中的所述接触器11和所述断路器14，通过所述传感器13监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，控制所述接触器11断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，控制所述接触器11闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，控制所述断路器12断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

可以理解的是，对于接触器11的控制是通过处理器14向接触器11发送逻辑信号实现的，对于断路器12的控制实际上是预先设定的断路器整定值。

当然，本保护装置中还可以包括其他预设了整定值的开关装置，来进一步补充完善本发明对牵引变压器的继电保护逻辑。

具体有关所述处理器14的细节，可以参照上述实施例中有关牵引变压器油泵的保护方法中的相关细节，此处不再赘述。

进一步的，所述保护装置还可以包括用于记录所述保护装置工作数据的存储器，以及显示数据的显示屏，用于提示警报的报警器等等。

通过本发明，油泵工作的环境温度和耐受电流范围扩大，系统优化了故障处理的逻辑动作，使得牵引变压器的可靠性获得提高。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种牵引变压器油泵的保护方法、系统及装置进行了详细介绍，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种牵引变压器油泵的保护方法，其特征在于，包括：

闭合油泵的供电电路，监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

2.根据权利要求1所述保护方法，其特征在于，所述若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路的过程，包括：

若当前电流大于第二电流且当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路。

3.根据权利要求2所述保护方法，其特征在于，所述油泵工作温度的温度值与所述第一温度或所述第二温度相等。

4.根据权利要求1所述保护方法，其特征在于，还包括：

若当前电流小于第三电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于所述第二温度后，控制所述机车封锁功率。

5.根据权利要求4所述保护方法，其特征在于，所述若当前电流小于第三电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于所述第二温度后，控制所述机车封锁功率的过程，包括：

若当前电流小于所述第三电流且当前油温大于所述第一温度，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于所述第二温度后，控制所述机车封锁功率。

6.根据权利要求1至5任一项所述保护方法，其特征在于，还包括：

若当前油温在第三温度和第四温度之间，控制所述机车降功率运行；

若当前油温不低于所述第四温度，控制所述机车封锁功率。

7.根据权利要求1至5任一项所述保护方法，其特征在于，还包括：

若当前油温不低于所述第三温度，且当前电流大于所述第二电流的时间超过预设值，控制所述机车封锁功率。

8.一种牵引变压器油泵的保护系统，其特征在于，包括：

信息监测模块，用于监测供电电路的电流和变压器的油温；

动作执行模块，用于执行以下动作：

闭合油泵的供电电路；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

9.一种牵引变压器油泵的保护装置，其特征在于，包括接触器，断路器，传感器和处理器，其中，所述处理器用于执行以下步骤：

闭合油泵的供电电路中的所述接触器和所述断路器，通过所述传感器监测所述供电电路的电流和变压器的油温；

若当前电流小于第一电流，比较当前油温与第一温度的大小；

若当前油温低于所述第一温度，控制所述接触器断开所述供电电路，控制机车降功率运行至当前油温不低于油泵工作温度后，控制所述接触器闭合所述供电电路；

若当前电流不小于所述第一电流，控制所述断路器断开所述供电电路，控制所述机车降功率运行至当前油温不低于第二温度后，控制所述机车封锁功率。

10.根据权利要求9所述保护装置，其特征在于，还包括：

用于记录所述保护装置工作数据的存储器。