CN109521316A - 一种动车组中压母线短路测试方法 - Google Patents

一种动车组中压母线短路测试方法 Download PDF

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Abstract

一种动车组中压母线短路测试方法，其特征在于包括下列步骤：1）列车设置多台辅助变流器，各辅助变流器并联输出，中压母线上设置N个耦合开关，正常工作为闭合状态，保证中压母线贯通全列；2）车辆一旦发生短路故障，先确认是否为辅助变流器内部故障，减小故障范围；3）如果辅助变流器内部没有短路故障发生，则车辆启动外部短路测试程序，打开N个耦合开关，将中压母线分为N+1段，再分别投入辅助变流器判断故障母线段；4）当确认故障母线段后，打开与之相邻的1个或2个耦合开关，与其不相邻的耦合开关则闭合，保证没有发生短路的母线段的中压负载正常工作。本发明能够细化短路故障点，减小故障影响范围，甚至可以避免故障影响，最大程度维持车辆运营。

Description

一种动车组中压母线短路测试方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆短路测试方法，尤其是涉及一种动车组中压母线短路测试方法。
背景技术
近年来，高速铁路的发展日新月异，动车组作为高速铁路的载人工具，已经成为人们出行的首选。而辅助变流器作为动车组的重要部件，承担着为高压牵引部件提供冷却，为客室空调系统、厨房、电开水炉等旅客舒适性负载提供电源等功能。一旦辅助供电系统发生短路等故障，如何尽可能缩小影响范围是辅助系统设计的主要指导之一。
通常动车组由多台辅助变流器为车辆提供中压，在中压母线上设置2个或多个接触器，将母线分为若干段，某台（某几台）辅助变流器只给某段母线供电。短路保护方式主要有2种：
第一种方式是整个中压母线设置多个接触器，一旦某个母线段发生短路，该接触器闭合，由其他辅助变流器扩展供电，被扩展的辅助变流器也会因短路停止，直至全列只剩下一台辅助变流器为3台车中压负载供电，该方式会造成扩大短路影响区间，可用性差。
第二种方式是整个中压母线只设置一个接触器，一旦某个母线段发生短路，接触器打开，直接损失半列动车组的牵引动力、辅助变流器和中压母线。
两种方式如果发生短路，无法区分短路位置是发生在辅助变流器内部还是母线上，一律会造成中压母线损失（最少4台车），甚至扩大故障影响范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型动车组中压母线的短路测试方法，保证动车组一旦发生短路故障时，能够快速的判断故障发生在辅助变流器内部还是某段中压母线上，如果为辅助变流器的内部短路故障则直接切除故障变流器，不会对车辆造成任何影响；如果是某区间母线短路，则只切除故障区间，减小故障影响范围，最大程度维持车辆运营。
为实现上述发明目的，本发明提供一种动车组中压母线短路测试方法，其特征在于包括下列步骤：
1）列车设置多台辅助变流器，各辅助变流器并联输出，中压母线上设置N个耦合开关，正常工作为闭合状态，保证中压母线贯通全列；
2）车辆一旦发生短路故障，先确认是否为辅助变流器内部故障，减小故障范围；
3）如果辅助变流器内部没有短路故障发生，则车辆启动外部短路测试程序，打开N个耦合开关，将中压母线分为N+1段，再分别投入辅助变流器判断故障母线段；
4）当确认故障母线段后，打开与之相邻的1个或2个耦合开关，与其不相邻的耦合开关则闭合，保证没有发生短路的母线段的中压负载正常工作。
所述步骤2辅助变流器内部故障确认方法是：报出短路故障的辅助变流器首先断开输出接触器，与中压母线隔离，然后重新输出中压电源，如果输出的电源仍然为短路状态，则为辅助变流器内部短路，如果重新输出的电源没有短路，则认为是辅助变流器外部短路。
所述步骤3外部短路测试程序是：中压母线分为N+1段后，再重新投入所有辅助变流器判断故障母线段：如果某中压母线段上的辅助变流器再次报出短路故障，则认为该母线段发生短路；如果所有辅助变流器均未报出短路故障，则认为没有辅助变流器供电的母线段发生短路。
本发明能够细化短路故障点，如果为辅助变流器内部短路，则只切除故障辅助变流器，不会对中压母线和车辆运行造成影响；如果为中压母线短路，则只切除短路母线段，其他母线段上的辅助变流器和中压负载可以正常工作，该方案可以减小故障影响范围，甚至可以避免故障影响，最大程度维持车辆运营。
附图说明
图1为本发明方案一的中压供电系统构成示意图；
图2为本发明方案一的动车组短路测试流程图；
图3为本发明方案二的中压供电系统构成示意图；
图4为本发明方案二的动车组短路测试流程图。
具体实施方式
参阅图1，中压母线上设置2个耦合开关，将中压母线分成3段，辅助变流器1和2位于D1段，辅助变流器3和4位于D3段，D2段上没有辅助变流器工作。
正常情况下，耦合开关1和2均闭合，4台辅助变流器给整个中压母线供电。当D1段短路时，打开耦合开关1运行；当D3段短路时，打开耦合开关2运行；当中压母线D2段短路时，打开耦合开关1和2运行。
参阅图2，当列车正常运行时，耦合开关1和2均闭合运行。如果发生短路，测试过程如下：
1）列车运行过程中，如果某台车辆的辅助变流器发现短路，则向TCMS（列车网络控制系统）报出中压母线发生短路故障；
2）报出短路故障的辅助变流器断开输出接触器,检测其内部是否存在短路；检测方法：报出短路故障的辅助变流器首先断开输出接触器，与中压母线隔离，然后重新输出中压电源，如果输出的电源仍然为短路状态，则为辅助变流器内部短路，如果重新输出的电源没有短路，则认为是辅助变流器外部短路；
3）如果为辅助变流器内部短路，则辅助变流器报出内部短路故障，并自行锁闭，其他辅助变流器正常运行，短路测试结束，列车不受任何影响；
4）如果在辅助变流器能够正常完成内部短路自检时间内没有辅助变流器报出内部短路故障，则TCMS系统认为中压母线发生短路，启动外部短路测试程序；
5）外部短路测试时，TCMS系统首先禁止所有辅助变流器向中压母线输出；
6）然后打开耦合开关1和2，将中压母线分为3段，辅助变流器1和2在中压母线D1段上工作，辅助变流器3和4在中压母线D3段上工作；
7）当中压母线分段完成后，使所有辅助变流器重新投入工作；
8）如果D1母线段上的辅助变流器再次报出短路故障时，则认为D1母线段短路，此时停止所有辅助变流器输出，使耦合开关1保持在打开状态，同时闭合耦合开关2，然后重新投入D3母线上的辅助变流器，保持D2-D3母线段正常工作；
9）如果D3母线段上的辅助变流器再次报出短路故障时，则认为D3母线段短路，此时停止所有辅助变流器输出，使耦合开关2保持在打开状态，同时闭合耦合开关1，投入D1母线上的辅助变流器，保持D1-D2母线正常工作；
10）如果D1、D3母线段上辅助变流器均没有再次报出短路故障，则认为是D2母线段发生短路，保持耦合开关1和2的打开状态，D1、D3母线上的辅助变流器和负载正常工作。
参阅图3，中压母线上设置3个耦合开关，将中压母线分成4段，辅助变流器1位于D1段，辅助变流器2位于D2段，辅助变流器3位于D3段，辅助变流器4位于D4段。
正常情况下，耦合开关1、2、3均闭合，4台辅助变流器给整个中压母线供电。当D1段短路时，打开耦合开关1运行；当D2段短路时，打开耦合开关1和2运行；当D3段短路时，打开耦合开关2、3运行；当D4段短路时，打开耦合开关4运行。
参阅图4，当列车正常运行时，耦合开关1、2、3均闭合运行。如果发生短路，测试过程如下：
1）列车运行过程中，如果某台车辆的辅助变流器发现短路，则向TCMS（列车网络控制系统）报出中压母线发生短路故障；
2）报出短路故障的辅助变流器断开输出接触器,检测其内部是否存在短路，检测方法：报出短路故障的辅助变流器首先断开输出接触器，与中压母线隔离，然后重新输出中压电源，如果输出的电源仍然为短路状态，则为辅助变流器内部短路，如果重新输出的电源没有短路，则认为是辅助变流器外部短路；
3）如果为辅助变流器内部短路，则辅助变流器报出内部短路故障，并自行锁闭，其他辅助变流器正常运行，短路测试结束，列车不受任何影响；
4）如果在辅助变流器能够正常完成内部短路自检时间内没有辅助变流器报出内部短路故障，则TCMS系统认为中压母线发生短路，启动外部短路测试程序；
5）外部短路测试时，TCMS系统首先禁止所有辅助变流器向中压母线输出；
6）然后打开耦合开关1、2、3，将中压母线分为4段工作；
7）当中压母线分段完成后，让所有辅助变流器重新投入工作；
8）如果D1母线段上的辅助变流器再次报出短路故障时，则认为D1母线段短路，此时停止所有辅助变流器输出，使耦合开关1保持在打开状态，同时闭合耦合开关2、3，然后重新投入D2-D4母线上的辅助变流器，保持D2-D4母线段正常工作；
9）如果D2母线段上的辅助变流器再次报出短路故障时，则认为D2母线段短路，此时停止所有辅助变流器输出，使耦合开关1、2保持在打开状态，同时闭合耦合开关3，然后重新投入D1和D3-D4母线上的辅助变流器，保持D1和D3-D4母线段正常工作；
10）如果D3母线段上的辅助变流器再次报出短路故障时，则认为D3母线段短路，此时停止所有辅助变流器输出，使耦合开关2、3保持在打开状态，同时闭合耦合开关1，投入D1-D2和D4母线上的辅助变流器，保持D1-D2和D4母线正常工作；
11）如果D4母线段上辅助变流器再次报出短路故障，则认为是D4母线段发生短路，保持耦合开关3的打开状态，同时闭合耦合开关1、2，然后重新投入D1-D3母线上的辅助变流器，保持D1-D3母线段正常工作。

Claims (3)

1.一种动车组中压母线短路测试方法，其特征在于包括下列步骤：
1）列车设置多台辅助变流器，各辅助变流器并联输出，中压母线上设置N个耦合开关，正常工作为闭合状态，保证中压母线贯通全列；
2）车辆一旦发生短路故障，先确认是否为辅助变流器内部故障，减小故障范围；
3）如果辅助变流器内部没有短路故障发生，则车辆启动外部短路测试程序，打开N个耦合开关，将中压母线分为N+1段，再分别投入辅助变流器判断故障母线段；
4）当确认故障母线段后，打开与之相邻的1个或2个耦合开关，与其不相邻的耦合开关则闭合，保证没有发生短路的母线段的中压负载正常工作。
2.根据权利要求1所述的一种动车组中压母线短路测试方法，其特征在于：所述步骤2辅助变流器内部故障确认方法是：报出短路故障的辅助变流器首先断开输出接触器，与中压母线隔离，然后重新输出中压电源，如果输出的电源仍然为短路状态，则为辅助变流器内部短路，如果重新输出的电源没有短路，则认为是辅助变流器外部短路。
3.根据权利要求1所述的一种动车组中压母线短路测试方法，其特征在于：所述步骤3外部短路测试程序是：中压母线分为N+1段后，再重新投入所有辅助变流器判断故障母线段：如果某中压母线段上的辅助变流器再次报出短路故障，则认为该母线段发生短路；如果所有辅助变流器均未报出短路故障，则认为没有辅助变流器供电的母线段发生短路。
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