CN117233662B - 一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，它包括：步骤S1、列车工作，检测到接地，牵引变流器停止工作，判断直流侧是否正常工作；步骤S2、若直流侧无法正常工作，则判定接地点位于直流侧，然后禁止牵引系统工作；步骤S3、若直流侧正常工作，则进行第一牵引变流器接地检测；步骤S4、第一牵引变流器接地检测结束后，进行第二牵引变流器接地检测；步骤S5、接地检测完成。本发明提供一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，可以应用到轨道交通行业地铁车辆上，能够根据接地传感器测量值和牵引变流器状态对接地点位置进行定位，隔离变流器，减小接地故障影响范围，保护设备，方便故障检修。
Description
技术领域
本发明涉及一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，属于轨道交通列车测试技术领域。
背景技术
目前，接地故障检测作为地铁牵引传动系统中常见的故障检测，用于检测牵引传动系统中的接地故障。当地铁牵引传动系统发生接地故障时，系统中将产生大电流，若不及时检测并隔离接地点，将会对整个牵引系统的正常运行以及牵引系统设备造成损坏。
轨道交通地铁牵引传动系统接地检测，现有技术中多关注检测是否存在接地故障，对接地点位置没有进行定位，设备维修时需要逐一进行排查，浪费人工和时间，检修效率低，例如：
有一种机车变流器接地故障检测电路及方法，基于接地电压检测电路，根据输入电压、输出电压的频率和相位信息，定位接地位置，区分输入侧和输出负载侧接地的相序。但存在算法复杂，计算负荷大，成本高，并且未考虑目前地铁设计中为了防止供电短时过压或者线路无能量吸收装置时设置过压保护电阻或制动电阻回路的接地故障；
有一种交直交电力机车牵引变流器主回路接地判断方法，通过检测中间直流母线电压、中间接地点与直流母线负极之间的接地电压，对直流侧正负接地和交流侧接地进行判断，当主回路具有两个四象限整流模块和三个逆变模块时，能进行具体接地点定位判断，但无法对牵引变流器和辅助变流器故障进行定位，同时也未能对电机接触器前和后的故障进行定位。
有一种大功率永磁直驱机车变流器接地故障判断方法及定位策略，通过将两个阻值相同的分压电阻的电压对接地故障进行检测和定位，能对变流器输入侧、中间直流母线侧、输出侧的接地故障进行定位，未对过压电阻或制动电阻回路进行考虑也未对电机接触器前和后故障位置进行定位。
综上所述，目前使用的接地检测电路和方法，不是需要新增检测电路，计算处理过程复杂，就是接地点定位宽泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，可以应用到轨道交通行业地铁车辆上，能够根据接地传感器测量值和牵引变流器状态对接地点位置进行定位，隔离变流器，减小接地故障影响范围，保护设备，方便故障检修。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，它包括：
步骤S1、列车工作，检测到接地，牵引变流器停止工作，判断直流侧是否正常工作；
步骤S2、若直流侧无法正常工作，则判定接地点位于直流侧，然后禁止牵引系统工作；
步骤S3、若直流侧正常工作，则进行第一牵引变流器接地检测；
步骤S4、第一牵引变流器接地检测结束后，进行第二牵引变流器接地检测；
步骤S5、第二牵引变流器接地检测结束，接地检测完成。
进一步，所述第一牵引变流器接地检测，具体包括如下步骤：
步骤S31、判断第一牵引变流器是否可以正常启动运行，若第一牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S32，若第一牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S33；
步骤S32、进行第一牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S35；
步骤S33、判断运行过程中是否检测到第一牵引变流器接地故障，若检测到第一牵引变流器接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到第一牵引变流器接地故障，则闭合第一牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S34；
步骤S34、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第一牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S35。
进一步，所述步骤S35具体包括如下步骤：
若检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第一过压保护电阻；若未检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则第一牵引变流器接地检测结束。
进一步，所述第二牵引变流器接地检测，具体包括如下步骤：
步骤S41、判断第二牵引变流器是否可以正常启动运行，若第二牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S42，若第二牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S43；
步骤S42、进行第二牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S45；
步骤S43、判断运行过程中是否检测到第二牵引变流器接地故障，若检测到第二牵引变流器接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到第二牵引变流器接地故障，则闭合第二牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S44；
步骤S44、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第二牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S45。
进一步，所述步骤S45具体包括如下步骤：
若检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第二过压保护电阻；若未检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则第二牵引变流器接地检测结束。
进一步，当步骤S5接地检测完成后，若检测到第一牵引变流器的电机侧存在接地故障，而第二牵引变流器不存在接地故障，则停止第一牵引变流器运行，第二牵引变流器继续工作。
采用了上述技术方案，本发明利用牵引系统现有传感器，不增加额外检测电路，可对接地点进行详细定位，方法简单，可快速隔离故障变流器，避免损伤设备，方便检修。在对第一牵引变流器接地检测时，第二牵引变流器不工作，两者独立不互相影响。本发明不仅可以用于两个牵引变流器并联牵引系统接地点检测，也可用于一个、三个及三个以上变流器并联牵引传动系统接地点的检测。
附图说明
图1为本发明的一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法的流程图；
图2为本发明的第一牵引变流器接地检测的流程图；
图3为本发明的第二牵引变流器接地检测的流程图；
图4为本发明的地铁多变流器并联牵引传动系统的拓扑图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，它包括：
步骤S1、列车工作，检测到接地，牵引变流器停止工作，判断直流侧是否正常工作；
步骤S2、若直流侧无法正常工作，则判定接地点位于直流侧，然后禁止牵引系统工作；
步骤S3、若直流侧正常工作，则进行第一牵引变流器接地检测，如图2所示，第一牵引变流器接地检测具体包括如下步骤：
步骤S31、判断第一牵引变流器是否可以正常启动运行，若第一牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S32，若第一牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S33；
步骤S32、进行第一牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S35；
步骤S33、判断运行过程中是否检测到第一牵引变流器接地故障，若检测到第一牵引变流器接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到第一牵引变流器接地故障，则闭合第一牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S34；
步骤S34、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第一牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S35；
步骤S35、若检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第一过压保护电阻；若未检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则第一牵引变流器接地检测结束。
步骤S4、第一牵引变流器接地检测结束后，进行第二牵引变流器接地检测，如图3所示，第二牵引变流器接地检测具体包括如下步骤：
步骤S41、判断第二牵引变流器是否可以正常启动运行，若第二牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S42，若第二牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S43；
步骤S42、进行第二牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S45；
步骤S43、判断运行过程中是否检测到第二牵引变流器接地故障，若检测到第二牵引变流器接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到第二牵引变流器接地故障，则闭合第二牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S44；
步骤S44、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第二牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S45；
步骤S45、若检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第二过压保护电阻；若未检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则第二牵引变流器接地检测结束。
步骤S5、第二牵引变流器接地检测结束，接地检测完成。
当步骤S5接地检测完成后，若检测到第一牵引变流器的电机侧（牵引电机接触器前或牵引电机接触器后）存在接地故障，而第二牵引变流器无接地故障，则停止第一牵引变流器运行，第二牵引变流器继续工作，最大化利用牵引变流器。
当检测到第一过压保护电阻和第二过压保护电阻中任一过压保护电阻接地时，需将整个直流侧隔离，禁止直流侧充电，所有牵引变流器停止运行。电网电压出现短时过压，两个过压保护电阻交替接入高压侧，降低直流侧电压，保护系统设备，任一回路异常，将影响直流侧回路的运行，停止系统运行。
如图4所示，本实施例的地铁多变流器并联牵引传动系统，它包括传感器单元、直流侧、变流器模块、过压保护电阻、牵引电机接触器和牵引电机。多个并联工作的牵引变流器从同一个直流侧取电逆变输出给电机供电，每个牵引变流器给一台电机供电，对应一台过压保护电阻。图4中，K1为高速断路器，A1为接地检测单元，M1为直流侧包括充电电路和直流电容，U1为电压传感器，R1为过压保护电阻单元包括第一过压保护电阻和第二过压保护电阻，M2为第一牵引变流器，M3为第二牵引变流器，K2为牵引电机接触器，M4为永磁牵引电机。
其中，接地点包括直流侧接地、过压保护电阻接地、牵引电机接触器前接地和牵引电机接触器后接地。
上述地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法中，会对每个并联运行的牵引变流器逐一进行接地检测，并对每个牵引变流器内各个接地点进行检测。根据牵引变流器工作状态以及电压和电流传感器测量值，判断接地点的位置，同时再根据接地点位置，进一步控制变流器工作。
上述检测方法在列车运行过程中一直进行，当检测到接地故障后开始激活。利用地铁多变流器并联牵引传动系统中现有的电压传感器、接地电流传感器以及牵引控制单元，不仅可对接地故障进行检测，也可对接地点位置进行判断。若接地位置在非直流侧，可以最大限度减小牵引性能的损失。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，其特征在于，它包括：
步骤S1、列车工作，检测到接地，牵引变流器停止工作，判断直流侧是否正常工作；
步骤S2、若直流侧无法正常工作，则判定接地点位于直流侧，然后禁止牵引系统工作；
步骤S3、若直流侧正常工作，则进行第一牵引变流器接地检测；
步骤S4、第一牵引变流器接地检测结束后，进行第二牵引变流器接地检测；
步骤S5、第二牵引变流器接地检测结束，接地检测完成；
所述第一牵引变流器接地检测，具体包括如下步骤：
步骤S31、判断第一牵引变流器是否可以正常启动运行，若第一牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S32，若第一牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S33；
步骤S32、进行第一牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S35；
步骤S33、判断运行过程中是否检测到第一牵引变流器接地故障，若检测到第一牵引变流器接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到第一牵引变流器接地故障，则闭合第一牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S34；
步骤S34、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第一牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第一牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第一牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S35；
步骤S35、若检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第一过压保护电阻；若未检测到第一牵引变流器过压保护电阻接地，则第一牵引变流器接地检测结束。
2.根据权利要求1所述的地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，其特征在于，所述第二牵引变流器接地检测，具体包括如下步骤：
步骤S41、判断第二牵引变流器是否可以正常启动运行，若第二牵引变流器无法正常启动运行，则进入步骤S42，若第二牵引变流器可以正常启动运行，则进入步骤S43；
步骤S42、进行第二牵引变流器过压保护电阻接地测试，进入步骤S45；
步骤S43、判断运行过程中是否检测到第二牵引变流器接地故障，若检测到第二牵引变流器接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之前，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到第二牵引变流器接地故障，则闭合第二牵引变流器对应的牵引电机接触器，进入步骤S44；
步骤S44、判断运行过程中是否检测到接地故障，若检测到接地故障，则第二牵引变流器停止工作，判定接地点位于牵引电机接触器之后，第二牵引变流器接地检测结束；若未检测到接地故障，则第二牵引变流器进行过压保护电阻接地测试，进入步骤S45；
步骤S45、若检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则禁止牵引传动系统工作，判定接地点在第二过压保护电阻；若未检测到第二牵引变流器过压保护电阻接地，则第二牵引变流器接地检测结束。
3.根据权利要求1所述的地铁多变流器并联牵引传动系统接地点检测方法，其特征在于：当步骤S5接地检测完成后，若检测到第一牵引变流器的电机侧存在接地故障，而第二牵引变流器不存在接地故障，则停止第一牵引变流器运行，第二牵引变流器继续工作。
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