CN109617021B - 轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法 - Google Patents

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Abstract

一种轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法，第1步判断牵引变压器二次侧是否接地，如接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器，否则进入第2步；判断辅助高压侧是否接地，如接地，则封锁辅助变流器，否则进入第3步；判断PWMI/电机侧是否接地，如接地，则封锁牵引逆变器，否则进入第4步；判断中间直流环节是否接地，如接地，则封锁牵引变流器，否则进入第5步；判断是否虚接地，如虚接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器，否则返回第1步。本发明能够准确的定位牵引变流器接地故障的故障位置，并针对故障的不同采取不同的保护动作，防止变压器二次侧输出端短路时仅切除牵引变流器而带来的安全隐患，有效的提高了牵引变流器接地故障保护的安全性。

Description

轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法
技术领域
本发明涉及高速动车组电气系统牵引控制技术，尤其是涉及一种牵引变流器的接地检测保护方法。
背景技术
牵引变流器作为动车组的动力输出源头，其安全稳定的工作关乎到动车组是否能够正常运营，若牵引变流器内部发生接地故障将影响整个牵引变流器对整车的贡献，故障严重时不仅需要切除整个牵引变流器，还需要定位到相应的故障点，采取针对性的保护动作，否则将会带来严重的安全隐患。为检测轨道车辆牵引变流器接地故障，通过设置接地检测电路来检测牵引辅助变流器是否发生接地故障，具体运行过程为：当牵引变流器正常工作时，接地电压与直流环节电压的比值基本维持在某一恒定值，且该值由分压电阻决定；当牵引变流器发生接地故障时，这一比值将偏离原恒定值，通过检测获知该比值偏离了原恒定值，则判断当前的牵引辅助变流器发生了接地故障。
目前，由于牵引辅助变流器的内部结构复杂、元器件众多等原因，辅助变流器发生接地故障后牵引变流器内部发生接地故障时无法准确的判断故障位置。在现有动车组中，牵引变流器内部发生接地故障时无法准确的判断故障位置，若故障点为牵引变压器二次侧输出接地故障，采取仅封锁变流器的方式无法消除安全隐患，存在二次侧短路放电等风险，有火灾的隐患。因为牵引变流器结构复杂，不仅内部模块在工作中极易出现故障，还可能有虚接地的故障。如果不能准确的定位到变流器内部接地故障以及虚接地的故障，则容易造成误判，列车运行安全性无法得到保障。
发明内容
本发明的目的在于准确的判断出牵引变流器中间直流环节接地故障的故障位置，从而采取针对性的保护动作，避免短路放电及起火的风险。
为实现上述发明目的，本发明提供一种轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法，包括下列步骤：
1、判断牵引变压器二次侧是否接地，如接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则进入第2步；
2、判断辅助高压侧是否接地，如接地，则封锁辅助变流器；否则进入第3步；
3、判断PWMI/电机侧是否接地，如接地，则封锁牵引逆变器；否则进入第4步；
4、判断中间直流环节是否接地，如接地，则封锁牵引变流器；否则进入第5步；
5、判断是否虚接地，如虚接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则返回第1步；其特征在于：
所述步骤1中判断牵引变压器二次侧是否接地是通过条件判断1：牵引变流器中间直流环节电压互感器U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，则断开牵引变流器与辅助变流器之间K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁牵引变流器逆变器输出PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.325-0.7之间，且电压传感器存在交流分量，则判断为牵引变压器二次侧接地；
所述步骤2中判断辅助高压侧是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断为辅助高压侧存在接地；
所述步骤3中判断PWMI/电机侧是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断PWMI/电机侧存在接地；所述步骤4判断中间直流环节是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时不符合条件U33/U31的数值处于0.325-0.7之间且电压传感器存在交流分量，则判断是否符合条件U33/U31的数值处于0-0.175或0.32501之间且不含交流分量，若符合，则判断中间直流环节接地；
所述步骤5判断是否为虚接地，若故障在30min内出现2次，则判断牵引变流器内确实存在虚接地的故障。
进一步，一种轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法，所述步骤5中判断是否为虚接地是通过判断故障是否在30min内出现2次，如果是，则判断牵引变流器内确实存在虚接地的故障。
本发明在变流器内部现有的互感器的功能的基础上通过改判判断的逻辑顺序及条件，增加了诊断虚接地故障及变压器二次侧接地故障的检测功能及响应的保护动作，能够准确的定位牵引变流器接地故障的故障位置，并针对故障的不同采取不同的保护动作，防止变压器二次侧输出端短路时仅切除牵引变流器而带来的安全隐患，有效的提高了牵引变流器接地故障保护的安全性。
附图说明
图1是本发明方法的流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明具体实施方式包括下列步骤：
(1)判断牵引变压器二次侧是否接地，如接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则进入第2步：系统进行状态0接地故障检测，此时若符合条件判断1：牵引变流器中间直流环节电压互感器U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，则执行动作1断开牵引变流器与辅助变流器之间K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁牵引变流器逆变器输出PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.325-0.7之间，且电压传感器存在交流分量，则判断为牵引变压器二次侧接地，封锁牵引变压器及牵引变流器；
(2)判断辅助高压侧是否存在接地，如接地，则封锁辅助变流器；否则进入第3步：系统进行状态0接地故障检测，此时若符合条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断为辅助高压侧存在接地，封锁辅助变流器；
(3)判断PWMI/电机侧是否接地，如接地，则封锁牵引逆变器；否则进入第4步：系统进行状态0接地故障检测，此时若符合条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断PWMI/电机侧存在接地，封锁牵引逆变器；
(4)判断中间直流环节是否接地，如接地，则封锁牵引变流器；否则进入第5步：系统进行状态0接地故障检测，此时若符合条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时不符合条件U33/U31的数值处于0.325-0.7之间且电压传感器存在交流分量，则判断是否符合条件U33/U31的数值处于0-0.175或0.325-1之间且不含交流分量，若符合，则判断中间直流环节接地，封锁牵引变流器；
(5)判断是否为虚接地，如是，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则返回第1步；若故障在30min内出现2次，则判断牵引变流器内确实存在虚接地的故障，为了杜绝安全隐患，需要封锁牵引变压器及牵引变流器。

Claims (2)

1.一种轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法，包括下列步骤：
(1)判断牵引变压器二次侧是否接地，如接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则进入第2步；
(2)判断辅助高压侧是否接地，如接地，则封锁辅助变流器；否则进入第3步；
(3)判断PWMI/电机侧是否接地，如接地，则封锁牵引逆变器；否则进入第4步；
(4)判断中间直流环节是否接地，如接地，则封锁牵引变流器；否则进入第5步；
(5)判断是否虚接地，如虚接地，则封锁牵引变压器及牵引变流器；否则返回第1步；其特征在于：
所述步骤1中判断牵引变压器二次侧是否接地是通过条件判断1：牵引变流器中间直流环节电压互感器U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，则断开牵引变流器与辅助变流器之间K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁牵引变流器逆变器输出PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.325-0.7之间，且电压传感器存在交流分量，则判断为牵引变压器二次侧接地；
所述步骤2中判断辅助高压侧是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断为辅助高压侧存在接地；
所述步骤3中判断PWMI/电机侧是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时U33/U31的数值处于0.05-0.325之间，且此类故障未在30min中发生2次，则判断PWMI/电机侧存在接地；
所述步骤4判断中间直流环节是否接地是通过条件判断1：U33/U31的数值处于0.05-0.325之外且持续时间超过0.5s，将执行动作1断开K11接触器，此时再次进行条件判断1的判断，若仍然符合判断条件将执行动作2封锁PWMI，若此时不符合条件U33/U31的数值处于0.325-0.7之间且电压传感器存在交流分量，则判断是否符合条件U33/U31的数值处于0-0.175或0.325-1之间且不含交流分量，若符合，则判断中间直流环节接地。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆牵引变流器接地检测保护方法，其特征在于：所述步骤5中判断是否为虚接地是通过判断故障是否在30min内出现2次，如果是，则判断牵引变流器内确实存在虚接地的故障。
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