WO2020173434A1 - 一种中压交流母线控制方法及系统 - Google Patents

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WO2020173434A1
WO2020173434A1 PCT/CN2020/076619 CN2020076619W WO2020173434A1 WO 2020173434 A1 WO2020173434 A1 WO 2020173434A1 CN 2020076619 W CN2020076619 W CN 2020076619W WO 2020173434 A1 WO2020173434 A1 WO 2020173434A1
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bus
sub
numbered
control
medium
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PCT/CN2020/076619
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吕龙
任祥臣
郑恒亮
马晓明
刘长远
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中车长春轨道客车股份有限公司
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/32—Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • This application relates to the technical field of rail vehicles, and more specifically, to a medium voltage AC bus control method and system.
  • a high-speed EMU refers to an EMU train with a construction speed of 300km/h or more, and its operating speed generally reaches 250km/h or more, which is a higher type of high-speed train.
  • High-speed EMUs can meet the transportation needs of long distance, large capacity, high density, and short travel time.
  • the AC loads in the high-speed EMUs need to be powered by the medium-voltage AC bus.
  • multiple traction auxiliary converters in a car group in the high-speed EMUs are electrically connected through the on-board power box or the external power supply box.
  • the medium voltage AC bus of the carriage group is electrically connected to the high-speed EMUs.
  • the medium voltage AC bus of high-speed EMUs has fewer sections.
  • a circuit breaker is installed in the middle of the medium voltage AC bus to divide the entire medium voltage AC bus into two sections. When either end fails, the circuit is disconnected.
  • the converter can ensure that the medium-voltage AC bus of the half-train high-speed EMU continues to supply power normally.
  • the advantage of this method is that the circuit design and software control strategy are simple and easy to implement.
  • the disadvantage is that the sections of the AC medium-voltage bus are too simple. Any failure of any section will result in the loss of the auxiliary power supply system of half of the train; when two sections of the AC bus fail at the same time, the auxiliary power supply of the whole train will be lost, and the train will be forced to stop and wait. Rescue.
  • this application provides a medium voltage AC bus control method and system.
  • the embodiments of the present application provide the following technical solutions:
  • a medium-voltage AC bus control method is applied to an auxiliary power supply system of a high-speed EMU.
  • the high-speed EMU includes at least one car group, and each car group includes eight cars.
  • the auxiliary power supply system includes A plurality of auxiliary traction converters in the carriage, and a plurality of circuit breakers connected to the plurality of auxiliary traction converters, the plurality of auxiliary traction converters constitute a total medium voltage AC bus, and the plurality of circuit breakers connect The total medium voltage AC bus is divided into a plurality of sub medium voltage AC buses; the medium voltage AC bus control method includes:
  • step S101 Determine whether there is a bus short-circuit fault, and if not, control all circuit breakers to close, and control all the traction auxiliary converters to work; if yes, proceed to step S102;
  • step S102 Determine whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault, if so, go to step S103; if not, go to step S104;
  • S104 Disconnect all the circuit breakers, perform a short-circuit test on all the sub-medium voltage AC buses, and obtain information about the traction auxiliary converter that reports the bus short-circuit fault;
  • S105 Determine the sub-medium voltage AC bus that has failed according to the information of the traction auxiliary converter that reported the busbar short-circuit fault;
  • S106 Control the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed.
  • the control of the traction auxiliary converter that has an internal short-circuit fault stops working, it further includes:
  • the determining whether the traction auxiliary converter has an internal short circuit fault includes: controlling the traction auxiliary converter that reports the fault information to stop working, and disconnecting the traction auxiliary converter that reports the fault information and the sub-medium voltage communication
  • the electrical connection of the busbar and the control of the traction auxiliary converter reporting fault information control the start of the inverter of the traction auxiliary converter through PWM pulses to determine whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault.
  • the eight cars in the car group are numbered sequentially from 1-8;
  • the auxiliary power supply system includes 4 traction auxiliary converters distributed in the car groups numbered 2, 4, 5 and 7 respectively , And 3 circuit breakers connected to the 4 traction auxiliary converters, the 3 circuit breakers are respectively located in carriages numbered 3, 5 and 6;
  • the sub-medium voltage AC bus that is determined to be faulty includes:
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 1 and 2 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 3 and 4 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 5 and 6 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has the fault is the sub-medium voltage AC bus of the car number 7 and 8.
  • controlling the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed includes:
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, control the circuit breaker located in the car number 3 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 2 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 3 and 5 to open, and the circuit breaker located in the car number 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 4 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 5 and 6 to open, and the circuit breaker located in the car number 3 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 5 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control the circuit breaker located in the car number 6 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 3 The circuit breaker is closed; the traction auxiliary converter located in the carriage number 7 is controlled to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control all circuit breakers to open; control; The traction assist converters located in cars numbered 2 and 5 stopped working;
  • the control is located in the number 3 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 5 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriage number 2 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control all breakers to open; control; The traction assist converters in carriages numbered 4 and 7 stopped working;
  • the control is located in the number 5 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 3 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriages numbered 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 4, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 5 to stop working;
  • a medium-voltage AC bus control system is applied to an auxiliary power supply system of a high-speed EMU.
  • the high-speed EMU includes at least one car group, and each car group includes eight cars.
  • the auxiliary power supply system includes A plurality of auxiliary traction converters in the carriage, and a plurality of circuit breakers connected to the plurality of auxiliary traction converters, the plurality of auxiliary traction converters constitute a total medium voltage AC bus, and the plurality of circuit breakers connect The total medium voltage AC bus is divided into a plurality of sub-medium voltage AC buses;
  • the medium voltage AC bus control system includes: a first judgment module, a second judgment module, a first control module, a second control module, a fault confirmation module, and The third control module; where,
  • the first judgment module is used to judge whether there is a busbar short-circuit fault, if not, control all circuit breakers to close, and control all the traction auxiliary converters to work; if yes, trigger the second judgment module;
  • the second judgment module is used to judge whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault, if yes, trigger the first control module; if not, then enter the second control module;
  • the first control module is used to control the traction auxiliary converter that has an internal short-circuit fault to stop working;
  • the second control module is used to open all the circuit breakers, perform a short-circuit test on all the sub-medium voltage AC buses, and obtain reports Traction auxiliary converter information of busbar short-circuit fault;
  • the fault confirmation module is used to determine the faulty sub-medium voltage AC bus based on the information of the traction auxiliary converter that reports the busbar short-circuit fault;
  • the third control module is configured to control the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed.
  • the load balancing module is used to cut off the AC load of part of the car group step by step according to the number of working traction auxiliary converters in order of priority from low to high, so as to reduce the AC load power until it is in working condition
  • the traction auxiliary converter can meet the AC load power supply requirements of the carriage group.
  • the second judgment module judges whether the traction auxiliary converter has an internal short circuit fault, specifically for controlling the traction auxiliary converter that reports the fault information to stop working, and disconnects the traction auxiliary converter that reports the fault information
  • the traction auxiliary converter is electrically connected to the sub-medium voltage AC bus, and controls the traction auxiliary converter reporting fault information to control the start of the traction auxiliary converter inverter through PWM pulses to determine whether the traction auxiliary converter exists Internal short-circuit fault.
  • the eight cars in the car group are numbered sequentially from 1-8;
  • the auxiliary power supply system includes 4 traction auxiliary converters distributed in the car groups numbered 2, 4, 5 and 7 respectively , And 3 circuit breakers connected to the 4 traction auxiliary converters, the 3 circuit breakers are respectively located in carriages numbered 3, 5 and 6;
  • the fault confirmation module is specifically used for:
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 1 and 2 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 3 and 4 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 5 and 6 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has the fault is the sub-medium voltage AC bus of the car number 7 and 8.
  • the third control module is specifically configured to:
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, control the circuit breaker located in the car number 3 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 2 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 3 and 5 to open, and the circuit breaker located in the car number 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 4 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control the circuit breaker located in the car number 6 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 3 The circuit breaker is closed; the traction auxiliary converter located in the carriage number 7 is controlled to stop working;
  • the control is located in the number 3 and 5
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 6 is closed; control the traction auxiliary converters located in carriages numbered 2 and 4 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control all circuit breakers to open; control; The traction assist converters located in cars numbered 2 and 5 stopped working;
  • the control is located in the number 3 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 5 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriage number 2 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control all breakers to open; control; The traction assist converters in carriages numbered 4 and 7 stopped working;
  • the control is located in the number 5 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 3 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriages numbered 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • the faulty sub-medium voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 5 to stop working;
  • the embodiments of the present application provide a medium-voltage AC bus control method and system, wherein the medium-voltage AC bus control method is applied to a high-speed EMU with multiple sub-medium-voltage AC buses.
  • Figure 1 is a flow chart of a method for controlling a medium voltage AC bus provided by an embodiment of the application Intention
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a car group provided by an embodiment of the application.
  • Fig. 3 is a schematic flowchart of a method for controlling a medium voltage AC bus provided by another embodiment of the application.
  • high-speed EMUs have fewer medium-voltage AC bus sections.
  • a circuit breaker is installed in the middle of the medium-voltage AC bus to divide the entire medium-voltage AC bus into In the two sections, when either end fails, opening the circuit breaker can ensure that the medium-voltage AC bus of the half-train high-speed EMU continues to supply power normally.
  • an eight-car high-speed EMU it generally includes four traction auxiliary converters.
  • the four traction auxiliary converters are electrically connected through the on-board power supply box or external power supply box in each car to form a medium voltage AC bus.
  • a circuit breaker is built in the on-board power supply box or external power supply box of carriage number 5. Once the medium voltage AC power supply fails, for example, the internal AC load of the 2 carriages causes a short circuit of the AC bus as a whole, which will be turned on by the train network TCMS control
  • the circuit breaker divides the medium voltage bus into two sections.
  • the AC bus of the first half row (1, 2, 3, 4 cars) is one section
  • the second half of the AC bus (5, 6, 7, 8 cars) is the other section.
  • the short circuit fault is eliminated on the second half of the train bus section after the circuit breaker is opened, and the auxiliary inverter modules of the 5th and 7th trains work normally to supply power to the second half of the train.
  • the traction assist system sensor Due to the short-circuit fault point in the first half of the train's bus section, the traction assist system sensor can only detect the short-circuit fault of the first half of the bus.
  • the auxiliary inverter modules of cars 2 and 4 stop working, and the first half of the train loses all medium voltage AC loads, including traction and high voltage.
  • the cooling device of the system shuts down when the power is cut off. At this time, the entire train can only use the high-voltage and traction system of the second half of the train for emergency operation.
  • a more serious situation is that two or more short-circuit faults appear on the first half of the train and the second half of the train respectively, which will cause the entire train's AC load to fail to work, and the entire train can only be forced to wait for rescue.
  • the embodiments of the present application provide a medium-voltage AC bus control method, which is applied to an auxiliary power supply system of a high-speed EMU.
  • the high-speed EMU includes at least one car group, and each car group includes eight cars.
  • the auxiliary power supply system includes a plurality of traction auxiliary converters respectively distributed in different carriages, and a plurality of circuit breakers connected to the plurality of the traction auxiliary converters, and the plurality of the traction auxiliary converters constitute a total medium voltage AC bus, a plurality of the circuit breakers divide the total medium voltage AC bus into a plurality of sub-centers
  • the medium voltage AC bus control method includes:
  • step S101 Determine whether there is a bus short-circuit fault, and if not, control all circuit breakers to close, and control all the traction auxiliary converters to work; if yes, proceed to step S102;
  • step S102 Determine whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault, if so, go to step S103; if not, go to step S104;
  • S104 Disconnect all the circuit breakers, perform a short-circuit test on all the sub-medium voltage AC buses, and obtain information about the traction auxiliary converter that reports the bus short-circuit fault;
  • S105 Determine the sub-medium voltage AC bus that has failed according to the information of the traction auxiliary converter that reported the busbar short-circuit fault;
  • S106 Control the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed.
  • the medium-voltage AC bus control method is implemented based on a high-speed EMU with multiple sub-medium-voltage AC buses, so that in the actual application process, when a bus short-circuit fault occurs, it is determined whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault and whether All sub-medium voltage AC buses are subjected to short-circuit testing to achieve different control of sub-medium voltage AC buses under various working conditions, so as to reduce the impact on the entire train of high-speed EMUs in the event of a bus short-circuit failure, so that high-speed EMUs The group only needs to stop and wait for rescue under extreme conditions, which improves the operational stability of the high-speed EMU.
  • the embodiment of the application provides a medium-voltage AC bus control method.
  • the high-speed EMU includes at least one group of carriages, and each group of carriages includes eight groups.
  • the auxiliary power supply system includes a plurality of traction auxiliary converters respectively distributed in different cars, and a plurality of circuit breakers connected to the plurality of traction auxiliary converters, and the plurality of traction auxiliary converters constitute The total medium voltage AC bus, and multiple circuit breakers divide the total medium voltage AC bus into multiple A medium-voltage AC bus;
  • the medium-voltage AC bus control method includes:
  • step S101 Determine whether there is a bus short-circuit fault, and if not, control all circuit breakers to close, and control all the traction auxiliary converters to work; if yes, proceed to step S102;
  • step S102 Determine whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault, if so, go to step S103; if not, go to step S104;
  • S104 Disconnect all the circuit breakers, perform a short-circuit test on all the sub-medium voltage AC buses, and obtain information about the traction auxiliary converter that reports the bus short-circuit fault;
  • S105 Determine the sub-medium voltage AC bus that has failed according to the information of the traction auxiliary converter that reported the busbar short-circuit fault;
  • S106 Control the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed.
  • each car group includes eight cars, and the eight cars in the car group are numbered sequentially from 1 to 8;
  • the auxiliary power supply system includes four car groups numbered 2, 4, and 4 respectively.
  • the 3 circuit breakers are located in cars numbered 3, 5 and 6 respectively.
  • FIG. 2 also shows the on-board power box, the load, and the chargers located in the cars numbered 1 and 8 in each car.
  • the front positions of cars 1 and 8 are one end, and the other end is two ends.
  • the end of the other cars closest to the front (one end of car 1 or car 8) is called one end, and the other end is two ends.
  • Bit end is the end of the other cars closest to the front (one end of car 1 or car 8).
  • Figure 2 shows the distribution of auxiliary traction converters and circuit breakers.
  • the complete AC bus is divided into 4 sub-medium-voltage AC buses.
  • Cars numbered 7 and 8 are a sub-medium-voltage AC bus, numbered 3 and 4.
  • the carriage of is a secondary medium voltage AC bus
  • the carriages numbered 5 and 6 are a secondary medium voltage AC bus
  • the carriages numbered 1 and 2 are a secondary medium voltage AC bus.
  • the method further includes:
  • the determining whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault includes:
  • the inverter of the traction auxiliary converter is started to determine whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault.
  • PWM pulse width modulation
  • the eight cars in the car group are numbered sequentially from 1-8;
  • the auxiliary power supply system includes 4 cars respectively distributed in the car group and numbered as The traction auxiliary converters of carriages 2, 4, 5 and 7, and 3 circuit breakers connected to the 4 said traction auxiliary converters, the 3 circuit breakers are located in carriages numbered 3, 5 and 6 respectively;
  • the sub-medium voltage AC bus that is determined to be faulty includes:
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 1 and 2 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 3 and 4 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 5 and 6 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has the fault is the sub-medium voltage AC bus of the car number 7 and 8.
  • controlling the working state of the circuit breaker and the auxiliary traction converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed includes:
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, control the circuit breaker located in the car number 3 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 2 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 3 and 5 to open, and the circuit breaker located in the car number 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 4 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 5 and 6 to open, and the circuit breaker located in the car number 3 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 5 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control all circuit breakers to open; control; The traction assist converters located in cars numbered 2 and 5 stopped working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control all breakers to open; control; The traction assist converters in carriages numbered 4 and 7 stopped working;
  • the control is located in the number 5 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 3 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriages numbered 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 4, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 5 to stop working;
  • all sub-medium voltage AC buses fail, control all circuit breakers to open and control all traction auxiliary converters to stop working.
  • the medium-voltage AC bus control method provided in the embodiments of the present application only needs to wait for rescue under the conditions of working conditions 8, 11, 14, and 15, which is compared with the medium-voltage AC bus in the prior art. In terms of control methods, the availability of vehicles is greatly improved.
  • the medium voltage AC bus control system provided by the embodiments of the present application will be described below.
  • the medium voltage AC bus control system described below may correspond to the medium voltage AC bus control method described above.
  • an embodiment of the present application provides a medium-voltage AC bus control system, which is applied to an auxiliary power supply system of a high-speed EMU.
  • the high-speed EMU includes at least one car group, and each car group includes eight cars.
  • the auxiliary power supply system includes a plurality of traction auxiliary converters respectively distributed in different carriages, and a plurality of circuit breakers connected to the plurality of the traction auxiliary converters, and the plurality of the traction auxiliary converters form a total medium voltage AC A bus, a plurality of the circuit breakers divide the total medium voltage AC bus into a plurality of sub-medium voltage AC bus;
  • the medium voltage AC bus control system includes: a first judgment module, a second judgment module, The first control module, the second control module, the fault confirmation module, and the third control module; wherein the first judgment module is used to judge whether there is a bus short-circuit fault, if not, control all circuit breakers to close and control all
  • the traction auxiliary converter works; if so, trigger the second judgment module;
  • the second judgment module is used to judge whether the traction auxiliary converter has an internal short-circuit fault, if yes, trigger the first control module; if not, then enter the second control module;
  • the first control module is used to control the traction auxiliary converter that has an internal short-circuit fault to stop working;
  • the second control module is used to open all the circuit breakers, perform short-circuit tests on all the sub-medium voltage AC buses, and obtain reports Traction auxiliary converter information of busbar short-circuit fault;
  • the fault confirmation module is used to determine the faulty sub-medium voltage AC bus based on the information of the traction auxiliary converter that reports the busbar short-circuit fault;
  • the third control module is configured to control the working state of the circuit breaker and the traction auxiliary converter according to the determined sub-medium voltage AC bus that has failed.
  • it also includes:
  • the load balancing module is used to cut off the AC load of part of the car group step by step according to the number of working traction auxiliary converters in order of priority from low to high, so as to reduce the AC load power until it is in working condition
  • the traction auxiliary converter can meet the AC load power supply requirements of the carriage group.
  • the second judgment module judges whether the traction auxiliary converter has an internal short circuit fault, specifically for controlling the traction auxiliary converter that reports the fault information to stop working, and disconnects the traction auxiliary converter that reports the fault information
  • the traction auxiliary converter is electrically connected to the sub-medium voltage AC bus, and controls the traction auxiliary converter reporting fault information to control the start of the traction auxiliary converter inverter through PWM pulses to determine whether the traction auxiliary converter exists Internal short-circuit fault.
  • the eight cars in the car group are numbered sequentially from 1-8;
  • the auxiliary power supply system includes 4 traction auxiliary converters distributed in the car groups numbered 2, 4, 5 and 7 respectively , And 3 circuit breakers connected to the 4 traction auxiliary converters, the 3 circuit breakers are respectively located in carriages numbered 3, 5 and 6;
  • the fault confirmation module is specifically used for:
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 1 and 2 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus of carriages numbered 3 and 4;
  • the sub-medium voltage AC bus that has failed is the sub-medium voltage AC bus in which carriages numbered 5 and 6 are located;
  • the sub-medium voltage AC bus that has the fault is the sub-medium voltage AC bus of the car number 7 and 8.
  • the third control module is specifically configured to:
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, control the circuit breaker located in the car number 3 to open, and the circuit breaker located in the car number 5 and 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 2 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 3 and 5 to open, and the circuit breaker located in the car number 6 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 4 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control the circuit breaker located in the cars numbered 5 and 6 to open, and the circuit breaker located in the car number 3 The circuit breaker is closed; control the traction auxiliary converter located in the carriage number 5 to stop working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 1 and 2 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 5 and 6 are located, control all circuit breakers to open; control; The traction assist converters located in cars numbered 2 and 5 stopped working;
  • the control is located in the number 3 and 6
  • the circuit breaker in the car is open, and the circuit breaker in the car number 5 is closed; the control is in the number The traction auxiliary converter in cars 2 and 7 stopped working;
  • the faulty sub-MV AC bus is the sub-MV AC bus where the cars numbered 3 and 4 are located, and the sub-MV AC bus where the cars numbered 7 and 8 are located, control all breakers to open; control; The traction assist converters in carriages numbered 4 and 7 stopped working;
  • the control is located in the number 5 and 6
  • the circuit breaker in the carriage is opened, and the circuit breaker in the carriage numbered 3 is closed; control the traction auxiliary converter located in carriages numbered 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 4, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 5 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, and the sub-medium voltage AC bus where the carriages numbered 7 and 8 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 7 to stop working;
  • the faulty sub-medium-voltage AC bus is the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 3 and 4 are located, the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 5 and 6 are located, and the sub-medium-voltage AC bus where the carriages numbered 1 and 2 are located.
  • control all circuit breakers to open; control the traction auxiliary converter located in the carriages numbered 2, 4 and 5 to stop working;
  • the embodiments of the present application provide a medium-voltage AC bus control method and system, wherein the medium-voltage AC bus control method is applied to a high-speed EMU with multiple sub-medium-voltage AC buses.
  • the medium-voltage AC bus control method is applied to a high-speed EMU with multiple sub-medium-voltage AC buses.

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Abstract

一种中压交流母线控制方法及系统，其中，所述中压交流母线控制方法应用于具有多个子中压交流母线的高速动车组，在出现母线短路故障时，通过对牵引辅助变流器是否存在内部短路故障以及对所有的子中压交流母线进行短路测试的方式，实现对多种工况下子中压交流母线的不同控制，从而实现在出现母线短路故障时降低对整列高速动车组的影响的目的，使得高速动车组仅在极端工况下才需要停车等待救援，提升了高速动车组的运行稳定性。

Description

一种中压交流母线控制方法及系统 本申请要求于 2019年 2月 26日提交中国专利局、 申请号为 201910141420.4、 发明名称为 “一种中压交流母线控制方法及系统” 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域 本申请涉及轨道车辆技术领域， 更具体地说， 涉及一种中压交流母线控制 方法及系统。
背景技术 高速动车组是指构造速度在 300km/h以上的动车组列车， 其运营速度一般 要达到 250km/h以上， 属于高速列车中级别更高的类型。 高速动车组可以满足 长距离、 大运量、 高密度、 旅行时间短等运输需求。
高速动车组中的交流负载需要由中压交流母线提供工作电源， 一般情况 下，高速动车组中一个车厢组中的多个牵引辅助变流器通过车载电源箱或外接 供电箱实现电气连接， 形成车厢组的中压交流母线。
当前高速动车组的中压交流母线分段较少，通常是在中压交流母线的中间 部分设置一个断路器，将整个中压交流母线分为两段，当其中任意一端故障时， 断开断路器即可保证半列高速动车组的中压交流母线继续正常供电。
该方式优势在于电路设计以及软件控制策略简单易于实现。不足之处在于 交流中压母线分段过于简单， 任意一段故障将导致丟失半列车的辅助供电系 统； 当两段交流母线同时出现故障时将导致全列车的辅助供电丟失， 列车将被 迫停车等待救援。
发明内容 为解决上述技术问题， 本申请提供了一种中压交流母线控制方法及系统, 以实现降低中压交流母线中出现短路故障对整列高速动车组的影响的目的。 为实现上述技术目的， 本申请实施例提供了如下技术方案：
一种中压交流母线控制方法， 应用于高速动车组的辅助供电系统， 所述高 速动车组包括至少一组车厢组， 每组车厢组包括八节车厢， 所述辅助供电系统 包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流器，以及连接多个所述牵引辅助 变流器的多个断路器， 多个所述牵引辅助变流器构成总中压交流母线， 多个所 述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中压交流母线；所述中压交流母线 控制方法包括：
S101 : 判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则进入步骤 S102;
S102: 判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障， 如果是， 则进入 步骤 S103; 如果否， 则进入步骤 S104;
S103: 控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作；
S104: 断开所有所述断路器， 对所有的子中压交流母线进行短路测试， 获 取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
S105: 根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息， 确定出现故障的子 中压交流母线；
S106: 根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和所述牵 引辅助变流器的工作状态。
可选的，所述控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作之后还包 括：
S1031 : 根据工作的牵引辅助变流器的数量， 按优先级由低到高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至处于工作状 态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。
可选的， 所述判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障包括： 控制上报故障信息的牵引辅助变流器停止工作，断开上报故障信息的牵引 辅助变流器与子中压交流母线的电气连接，并控制上报故障信息的牵引辅助变 流器通过 PWM脉冲控制所述牵引辅助变流器的逆变器启动， 以判断所述牵引 辅助变流器是否存在内部短路故障。 可选的， 所述车厢组中的八节车厢从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包 括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连 接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息，确定出现故障的子中 压交流母线包括：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
可选的， 所述根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和 所述牵引辅助变流器的工作状态包括：
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 1和 2的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 5的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当所有的子中压交流母线均出现故障时， 控制所有断路器断开， 控制所有 牵引辅助变流器停止工作。
一种中压交流母线控制系统， 应用于高速动车组的辅助供电系统， 所述高 速动车组包括至少一组车厢组， 每组车厢组包括八节车厢， 所述辅助供电系统 包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流器，以及连接多个所述牵引辅助 变流器的多个断路器， 多个所述牵引辅助变流器构成总中压交流母线， 多个所 述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中压交流母线；所述中压交流母线 控制系统包括： 第一判断模块、 第二判断模块、 第一控制模块、 第二控制模块、 故障确认模块和第三控制模块； 其中，
所述第一判断模块， 用于判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所 有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则触发所述第 二判断模块；
所述第二判断模块， 用于判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故 障， 如果是， 则触发第一控制模块； 如果否， 则进入第二控制模块；
第一控制模块， 用于控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作； 第二控制模块， 用于断开所有所述断路器， 对所有的子中压交流母线进行 短路测试， 获取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
故障确认模块， 用于根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息， 确定 出现故障的子中压交流母线；
第三控制模块， 用于根据确定的出现故障的子中压交流母线， 控制所述断 路器和所述牵引辅助变流器的工作状态。
可选的， 还包括： 负载平衡模块， 用于根据工作的牵引辅助变流器的数量，按优先级由低到 高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至 处于工作状态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。
可选的，所述第二判断模块判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故 障具体用于，控制上报故障信息的牵引辅助变流器停止工作， 断开上报故障信 息的牵引辅助变流器与子中压交流母线的电气连接，并控制上报故障信息的牵 引辅助变流器通过 PWM脉冲控制所述牵引辅助变流器的逆变器启动，以判断 所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障。
可选的， 所述车厢组中的八节车厢从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包 括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连 接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述故障确认模块具体用于：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
可选的， 所述第三控制模块具体用于：
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 1和 2的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 5的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当所有的子中压交流母线均出现故障时， 控制所有断路器断开， 控制所有 牵引辅助变流器停止工作。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种中压交流母线控制方 法及系统， 其中， 所述中压交流母线控制方法应用于具有多个子中压交流母线 的高速动车组， 在出现母线短路故障时， 通过对牵引辅助变流器是否存在内部 短路故障以及对所有的子中压交流母线进行短路测试的方式，实现对多种工况 下子中压交流母线的不同控制，从而实现在出现母线短路故障时降低对整列高 速动车组的影响的目的， 使得高速动车组仅在极端工况下才需要停车等待救 援， 提升了高速动车组的运行稳定性。
附图说明 为了更清楚地说明本申请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 中的附图仅仅是本申请的实施例， 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为本申请的一个实施例提供的一种中压交流母线的控制方法的流程示 意图；
图 2为本申请的一个实施例提供的一种车厢组的结构示意图；
图 3为本申请的另一个实施例提供的一种中压交流母线的控制方法的流程 示意图。
具体实施方式 正如背景技术所述， 现有技术中的高速动车组的中压交流母线分段较少， 通常是在中压交流母线的中间部分设置一个断路器，将整个中压交流母线分为 两段， 当其中任意一端故障时， 断开断路器即可保证半列高速动车组的中压交 流母线继续正常供电。
以八节车厢的高速动车组为例， 一般包括四个牵引辅助变流器， 这四个牵 引辅助变流器通过各个车厢中的车载电源箱或外接供电箱形成电连接，形成中 压交流母线。 通常在编号为 5的车厢的车载电源箱或外接供电箱中内置一个断 路器， 一旦中压交流供电出现故障， 例如 2车车厢内部交流负载短路导致交流 母线整体短路， 通过列车网络 TCMS控制将打开断路器将中压母线分为两段， 前半列 （1、 2、 3、 4车）交流母线为一段， 后半列 （5、 6、 7、 8车） 交流母线 为另一段。 由于故障点在 2车， 因此断路器打开后后半列车母线段上排除了短 路故障， 5、 7车辅助逆变器模块正常工作为后半列车供电。 前半列车母线段由 于存在短路故障点， 牵引辅助系统传感器只能检测到前半列母线存在短路故 障， 2、 4车辅助逆变器模块停止工作， 前半列车丟失所有中压交流负载， 包括 牵引和高压系统的冷却装置断电停机，此时整列车只能应用后半列车的高压和 牵引系统进行应急行车。 更加严峻的情况为， 两处以上的短路故障分别出现在 前半列车和后半列车上，将导致整列车交流负载均无法工作， 整列车只能被迫 等待救援。
有鉴于此， 本申请实施例提供了一种中压交流母线控制方法，应用于高速 动车组的辅助供电系统， 所述高速动车组包括至少一组车厢组，每组车厢组包 括八节车厢，所述辅助供电系统包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流 器， 以及连接多个所述牵引辅助变流器的多个断路器， 多个所述牵引辅助变流 器构成总中压交流母线，多个所述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中 压交流母线； 所述中压交流母线控制方法包括：
S101 : 判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则进入步骤 S102;
S102: 判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障， 如果是， 则进入 步骤 S103; 如果否， 则进入步骤 S104;
S103: 控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作；
S104: 断开所有所述断路器， 对所有的子中压交流母线进行短路测试， 获 取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
S105: 根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息， 确定出现故障的子 中压交流母线；
S106: 根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和所述牵 引辅助变流器的工作状态。
所述中压交流母线控制方法基于具有多个子中压交流母线的高速动车组 实现， 使得在实际应用过程中， 在出现母线短路故障时， 通过对牵引辅助变流 器是否存在内部短路故障以及对所有的子中压交流母线进行短路测试的方式， 实现对多种工况下子中压交流母线的不同控制，从而实现在出现母线短路故障 时降低对整列高速动车组的影响的目的，使得高速动车组仅在极端工况下才需 要停车等待救援， 提升了高速动车组的运行稳定性。 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、 冗整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本申请一邵分实施例， 而不是 全部的实施例。基于本申请中的实施例， 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， 都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种中压交流母线控制方法， 参考图 1和图 2, 应用 于高速动车组的辅助供电系统， 所述高速动车组包括至少一组车厢组， 每组车 厢组包括八节车厢，所述辅助供电系统包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅 助变流器， 以及连接多个所述牵引辅助变流器的多个断路器， 多个所述牵引辅 助变流器构成总中压交流母线，多个所述断路器将所述总中压交流母线分为多 个子中压交流母线； 所述中压交流母线控制方法包括：
S101 : 判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则进入步骤 S102;
S102: 判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障， 如果是， 则进入 步骤 S103; 如果否， 则进入步骤 S104;
S103: 控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作；
S104: 断开所有所述断路器， 对所有的子中压交流母线进行短路测试， 获 取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
S105: 根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息， 确定出现故障的子 中压交流母线；
S106: 根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和所述牵 引辅助变流器的工作状态。
其中， 参考图 2, 每个车厢组中包括八节车厢， 车厢组中的八节车厢从 1-8 依序编号； 所述辅助供电系统包括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车 厢的牵引辅助变流器， 以及连接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路器， 3个所 述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中。 此外， 图 2中还示出了每节车厢中的 车载电源箱、 负载以及位于编号为 1和 8的车厢中的充电机。
图 2中车厢 1和 8的车头位置为一位端， 另一端为二位端， 其他车厢最靠近 车头 （车厢 1或车厢 8的一位端） 的一端称为一位端， 另一端为二位端。
图 2所示的牵引辅助变流器和断路器的分布方式，将完整的交流母线分成 4 个子中压交流母线， 编号为 7和 8的车厢为一个子中压交流母线， 编号为 3和 4 的车厢为一个子中压交流母线， 编号为 5和 6的车厢为一个子中压交流母线， 编 号为 1和 2的车厢为一个子中压交流母线。 当所有断路器均闭合时， 4个子中压 交流母线段将串联成一个整体的中压交流母线。
在上述实施例的基础上， 在本申请的一个实施例中， 如图 3所示， 所述控 制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作之后还包括：
S1031 : 根据工作的牵引辅助变流器的数量， 按优先级由低到高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至处于工作状 态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。 当某一个或多个牵引辅助变流器由于内部短路故障而停止工作后，可能会 出现供电功率难以满足高速动车组中的交流负载的情况，因此，在本实施例中， 当控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作之后，还会通过列车控制 和管理系统 ( Train Control and Management System, TCMS )进行中压负载管 理， 适当切除部分优先级不高的交流负载， 优先保证车辆运行必要的功能。 此 外， 还可以通过 TCMS将出现内部短路故障的牵引辅助变流器进行显示， 以实 现对列车驾驶员的提醒。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中， 所述判断所述牵引 辅助变流器是否存在内部短路故障包括：
控制上报故障信息的牵引辅助变流器停止工作，断开上报故障信息的牵引 辅助变流器与子中压交流母线的电气连接，并控制上报故障信息的牵引辅助变 流器通过 PWM脉冲控制所述牵引辅助变流器的逆变器启动，以判断所述牵引 辅助变流器是否存在内部短路故障。
其中， PWM全称为脉冲宽度调制 ( Pulse Width Modulation )。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中， 所述车厢组中的八 节车厢从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连接 4个所述牵引辅助变流器的 3 个断路器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息，确定出现故障的子中 压交流母线包括：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
具体地， 参考表 1， 其中根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器所在车 厢号， 定位了发生短路故障的子中压交流母线。
表 1 短路故障定位
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相应的， 所述根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和 所述牵引辅助变流器的工作状态包括：
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作； 当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 1和 2的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 5的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作； 当所有的子中压交流母线均出现故障时， 控制所有断路器断开， 控制所有 牵引辅助变流器停止工作。
同样的， 参考表 2, 表 2以表格的方式对根据确定的出现故障的子中压交流 母线，控制所述断路器和所述牵引辅助变流器的工作状态的过程以及与现有技 术中的方案的对比进行说明。 表 2 TCMS车辆状态控制
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Figure imgf000018_0001
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从表 2中可以看出， 本申请实施例提供的中压交流母线控制方法仅在工况 8、 11、 14和 15的情况下需要等待救援， 相较于现有技术中的中压交流母线控 制方法而言， 大大提升了车辆可用性。 下面对本申请实施例提供的中压交流母线控制系统进行描述，下文描述的 中压交流母线控制系统可与上文描述的中压交流母线控制方法相互对应参照。 相应的， 本申请实施例提供了一种中压交流母线控制系统， 应用于高速动 车组的辅助供电系统， 所述高速动车组包括至少一组车厢组， 每组车厢组包括 八节车厢， 所述辅助供电系统包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流 器， 以及连接多个所述牵引辅助变流器的多个断路器， 多个所述牵引辅助变流 器构成总中压交流母线，多个所述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中 压交流母线； 所述中压交流母线控制系统包括： 第一判断模块、第二判断模块、 第一控制模块、 第二控制模块、 故障确认模块和第三控制模块； 其中， 所述第一判断模块， 用于判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所 有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则触发所述第 二判断模块；
所述第二判断模块， 用于判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故 障， 如果是， 则触发第一控制模块； 如果否， 则进入第二控制模块；
第一控制模块， 用于控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作； 第二控制模块， 用于断开所有所述断路器，对所有的子中压交流母线进行 短路测试， 获取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
故障确认模块， 用于根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息，确定 出现故障的子中压交流母线；
第三控制模块， 用于根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断 路器和所述牵引辅助变流器的工作状态。
可选的， 还包括：
负载平衡模块， 用于根据工作的牵引辅助变流器的数量，按优先级由低到 高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至 处于工作状态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。
可选的，所述第二判断模块判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故 障具体用于，控制上报故障信息的牵引辅助变流器停止工作， 断开上报故障信 息的牵引辅助变流器与子中压交流母线的电气连接，并控制上报故障信息的牵 引辅助变流器通过 PWM脉冲控制所述牵引辅助变流器的逆变器启动，以判断 所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障。
可选的， 所述车厢组中的八节车厢从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包 括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连 接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述故障确认模块具体用于：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线； 当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
可选的， 所述第三控制模块具体用于：
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作； 当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 1和 2的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 5的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当所有的子中压交流母线均出现故障时，控制所有断路器断开，控制所有 牵引辅助变流器停止工作。 综上所述，本申请实施例提供了一种中压交流母线控制方法及系统，其中， 所述中压交流母线控制方法应用于具有多个子中压交流母线的高速动车组，在 出现母线短路故障时，通过对牵引辅助变流器是否存在内部短路故障以及对所 有的子中压交流母线进行短路测试的方式，实现对多种工况下子中压交流母线 的不同控制，从而实现在出现母线短路故障时降低对整列高速动车组的影响的 目的，使得高速动车组仅在极端工况下才需要停车等待救援，提升了高速动车 组的运行稳定性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本 申请。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见 的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下， 在 其它实施例中实现。 因此， 本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种中压交流母线控制方法， 其特征在于， 应用于高速动车组的辅助 供电系统， 所述高速动车组包括至少一组车厢组， 每组车厢组包括八节车厢， 所述辅助供电系统包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流器，以及连接 多个所述牵引辅助变流器的多个断路器，多个所述牵引辅助变流器构成总中压 交流母线， 多个所述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中压交流母线； 所述中压交流母线控制方法包括：
S101 : 判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则进入步骤 S102;
S102: 判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障， 如果是， 则进入 步骤 S103; 如果否， 则进入步骤 S104;
S103: 控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作；
S104: 断开所有所述断路器， 对所有的子中压交流母线进行短路测试， 获 取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
S105: 根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息， 确定出现故障的子 中压交流母线；
S106: 根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断路器和所述牵 引辅助变流器的工作状态。
1、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述控制出现内部短路故 障的牵引辅助变流器停止工作之后还包括：
S1031 : 根据工作的牵引辅助变流器的数量， 按优先级由低到高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至处于工作状 态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。
3、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述判断所述牵引辅助变 流器是否存在内部短路故障包括：
控制上报故障信息的牵引辅助变流器停止工作，断开上报故障信息的牵引 辅助变流器与子中压交流母线的电气连接，并控制上报故障信息的牵引辅助变 流器通过 PWM脉冲控制所述牵引辅助变流器的逆变器启动， 以判断所述牵引 辅助变流器是否存在内部短路故障。
4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述车厢组中的八节车厢 从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路 器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息，确定出现故障的子中 压交流母线包括：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
5、 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 所述根据确定的出现故障 的子中压交流母线， 控制所述断路器和所述牵引辅助变流器的工作状态包括： 当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作； 当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作； 当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 1和 2的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2、 4和 5的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
当所有的子中压交流母线均出现故障时，控制所有断路器断开，控制所有 牵引辅助变流器停止工作。
6、 一种中压交流母线控制系统， 其特征在于， 应用于高速动车组的辅助 供电系统， 所述高速动车组包括至少一组车厢组， 每组车厢组包括八节车厢， 所述辅助供电系统包括分别分布于不同车厢的多个牵引辅助变流器，以及连接 多个所述牵引辅助变流器的多个断路器，多个所述牵引辅助变流器构成总中压 交流母线， 多个所述断路器将所述总中压交流母线分为多个子中压交流母线； 所述中压交流母线控制系统包括： 第一判断模块、 第二判断模块、 第一控制模 块、 第二控制模块、 故障确认模块和第三控制模块； 其中，
所述第一判断模块， 用于判断是否存在母线短路故障， 如果否， 则控制所 有的断路器闭合， 控制所有所述牵引辅助变流器工作； 如果是， 则触发所述第 二判断模块；
所述第二判断模块， 用于判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路故 障， 如果是， 则触发第一控制模块； 如果否， 则进入第二控制模块；
第一控制模块， 用于控制出现内部短路故障的牵引辅助变流器停止工作； 第二控制模块， 用于断开所有所述断路器，对所有的子中压交流母线进行 短路测试， 获取上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息；
故障确认模块， 用于根据上报母线短路故障的牵引辅助变流器信息，确定 出现故障的子中压交流母线；
第三控制模块， 用于根据确定的出现故障的子中压交流母线，控制所述断 路器和所述牵引辅助变流器的工作状态。
7、 根据权利要求 6所述的系统， 其特征在于， 还包括：
负载平衡模块， 用于根据工作的牵引辅助变流器的数量， 按优先级由低到 高的顺序， 逐级切除部分所述车厢组的交流负载， 以降低交流负载功率， 直至 处于工作状态的牵引辅助变流器能够满足车厢组的交流负载供电要求。
8、 根据权利要求 6所述的系统， 其特征在于， 所述第二判断模块判断所 述牵引辅助变流器是否存在内部短路故障具体用于，控制上报故障信息的牵引 辅助变流器停止工作，断开上报故障信息的牵引辅助变流器与子中压交流母线 的电气连接，并控制上报故障信息的牵引辅助变流器通过 PWM脉冲控制所述 牵引辅助变流器的逆变器启动，以判断所述牵引辅助变流器是否存在内部短路 故障。
9、 根据权利要求 6所述的系统， 其特征在于， 所述车厢组中的八节车厢 从 1-8依序编号； 所述辅助供电系统包括 4个分别分布于车厢组编号为 2、 4、 5和 7车厢的牵引辅助变流器， 以及连接 4个所述牵引辅助变流器的 3个断路 器， 3个所述断路器分别位于编号为 3、 5和 6车厢中；
所述故障确认模块具体用于：
当位于编号为 2的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 4的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 5的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线；
当位于编号为 7的车厢的牵引辅助变流器上报母线短路信息时，出现故障 的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线。
10、 根据权利要求 9所述的系统， 其特征在于， 所述第三控制模块具体用 于：
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线时， 控制位于编号为 3的车厢中的断路器断开， 位于编号为 5和 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 2的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 3和 5的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 5和 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母 线时，控制位于编号为 6的车厢中的断路器断开，位于编号为 5和 3的车厢中 的断路器闭合； 控制位于编号为 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 5 的车厢中的断路器断开，位于编号为 6的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 4的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 2和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 1和 2的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 3和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 5的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 2和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4和 5的车厢中的牵引辅助变流器停止工作；
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当出现故障的子中压交流母线为编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母 线， 和编号为 7和 8的车厢所在的子中压交流母线时， 控制位于编号为 5和 6 的车厢中的断路器断开，位于编号为 3的车厢中的断路器闭合； 控制位于编号 为 5和 7的车厢中的牵引辅助变流器停止工作； 当出现故障的子中压交流母线为编号为 3和 4的车厢所在的子中压交流母 线、编号为 5和 6的车厢所在的子中压交流母线和编号为 7和 8的车厢所在的 子中压交流母线时， 控制所有断路器断开； 控制位于编号为 4、 5和 7的车厢 中的牵引辅助变流器停止工作；
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