CN109713708A - 一种地铁能馈***和应用于地铁能馈***的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于地铁能馈***的保护方法，通过获取当前时刻的目标参数(目标参数至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个)，和判断目标参数是否正常，可以确定出交流电网当前是否发生停电中断；并在判断为目标参数异常时，认为交流电网已经停电，断开能馈***与交流电网的连接，有效防止了能馈***继续向交流电网回馈能量，避免了与能馈***相连的交流电网带电，给检修人员带来危险的现象发生。因此，本保护方法能够在交流电网发生停电中断时，通过及时断开能馈***与交流电网的连接，提高交流电网的安全性。此外，本发明还公开了一种应用于地铁能馈***的保护装置和一种地铁能馈***，效果如上。

Description

一种地铁能馈***和应用于地铁能馈***的方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种地铁能馈***和应用于地铁能馈***的方法及装置。

背景技术

城市轨道交通通常采用电动车组列车，制动方式是以电制动为主，如我国的地铁列车。当地铁列车正常运行时，通过专门的变流模块将交流电网输入的交流电流转换为直流电流，并向地铁列车提供DC750V直流牵引电压；当地铁列车制动时，随着地铁牵引网网压的抬高，变流模块将直流电流逆变成交流电流，以将能量回馈到交流电网。

如图1所示，图1为地铁能馈***的主电路与交互电网连接的电路图。现有的能馈***在接收到启动命令时，充电接触器KM1闭合，为支撑电容Cd充电，当支撑电容Cd的电压达到预设值时，闭合短接接触器QF，随后再断开充电接触器KM1，并启动变流模块10利用四象限整流技术输出DC750V直流牵引电压，闭合输出接触器KM2为地铁列车提供运行能量；当地铁列车制动，地铁牵引网11的网压上升到设定值(一般为830V)时，控制变流模块10进行锁相逆变，将直流电流变成交流电流回馈至交流电网12。但是，在应用上述方法的过程中，如果交流电网12因电气故障、自然因数或者误操作等原因发生停电中断，主电网则无法控制能馈***的电压和频率，一旦能馈***的电压和频率超出运行范围，配电***中的各设备很容易被损坏而影响保护开关动作，导致与能馈***相连的区域，如交流电网12可能仍然带电，对检修人员造成安全隐患，降低了交流电网的安全性。

因此，当交流电网发生停电中断时，如何避免能馈***依旧向与其相连的交流电网回馈能量，以进一步提高交流电网的安全性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于地铁能馈***的保护方法，当交流电网发生停电中断时，能够避免能馈***依旧向与其相连的交流电网回馈能量，提高交流电网的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种应用于地铁能馈***的保护方法，包括：

获取当前时刻的目标参数；

判断所述目标参数是否正常；

如果否，则断开能馈***与交流电网的连接；

其中，所述目标参数至少包括交流电网的网压值、所述交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个；所述能馈***包括变流模块和地铁牵引网。

优选地，所述目标参数为所述网压值和/或所述供电频率，所述判断所述目标参数是否正常具体包括：

预先设置所述目标参数的正常范围；

判断所述目标参数是否归属于所述正常范围；

如果是，则判定为所述目标参数正常，如果否，则判定为所述目标参数异常。

优选地，所述目标参数为锁相失败标志位，所述判断所述目标参数是否正常具体为：

判断所述锁相失败标志位是否有效；

如果否，则判定为所述目标参数正常，如果是，则判定为所述目标参数异常。

优选地，所述目标参数为所述网压值、所述供电频率和所述锁相失败标志位，所述判断所述目标参数是否正常具体为：

预先设置所述网压值的第一正常范围，和所述供电频率的第二正常范围；

分别确定所述网压值是否超出所述第一正常范围，所述供电频率是否超出所述第二正常范围和所述锁相失败标志位是否有效；

当所述网压值超出所述第一正常范围，所述供电频率超出所述第二正常范围，以及所述锁相失败标志位有效时，判定为所述目参数异常，否则，判定为所述目标参数正常。

优选地，所述判断所述目标参数是否正常具体包括：

当识别出所述目标参数异常时，开始计时；

在计时时间达到预设值之前，判断所述目标参数是否恢复正常；

如果是，则判断为所述目标参数正常，停止计时并将所述计时时间清零，如果否，则判断为所述目标参数异常。

优选地，所述断开能馈***与交流电网的连接具体为：

同时断开所述变流模块与所述交流电网之间的充电接触器和短接接触器，和所述地铁牵引网与所述变流模块之间的输出接触器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种应用于地铁能馈***的保护装置，包括：

获取模块，用于获取当前时刻的目标参数；

判断模块；用于判断所述目标参数是否正常；

控制模块，用于当所述目标参数异常时，断开能馈***与交流电网的连接；

其中，所述目标参数至少包括交流电网的网压值、所述交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个；所述能馈***包括变流模块和地铁牵引网。

优选地，所述控制模块具体包括：

计时单元，用于当识别出所述目标参数异常时，开始计时；

判断单元，用于在计时时间达到预设值之前，判断所述目标参数是否恢复正常；

第一控制单元，用于在所述计时时间达到所述预设值之前，如果所述目标参数恢复正常，停止计时并将所述计时时间清零；

第二控制单元，用于如果所述计时时间达到所述预设值，断开所述能馈***与所述交流电网的连接。

优选地，所述控制模块还包括：

所述第三控制单元，用于在断开所述变流模块与所述交流电网之间的充电接触器和短接接触器的同时，断开所述地铁牵引网与所述变流模块之间的输出接触器。

为了解决上述技术问题，本发明公开的一种地铁能馈***，包括：

存储器，用于存储保护程序；

处理器，用于执行所述保护程序时实现如上述任一种保护方法的步骤。

本发明提供的应用于地铁能馈***的保护方法，通过获取当前时刻的目标参数(目标参数至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个)，和判断目标参数是否正常，可以确定出交流电网当前是否发生停电中断；并在判断为目标参数异常时，认为交流电网已经停电，断开能馈***与交流电网的连接，有效防止了能馈***继续向交流电网回馈能量，避免了由于能馈***的电压和频率失去主电网的控制而损坏配电***中的各设备，影响保护开关的动作，从而导致与能馈***相连的交流电网带电，给检修人员带来危险的现象发生。因此，本保护方法能够在交流电网发生停电中断时，通过及时断开能馈***与交流电网的连接，提高交流电网的安全性。此外，本发明还提供了一种应用于地铁能馈***的保护装置和一种地铁能馈***，效果如上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为地铁能馈***的主电路与交互电网连接的电路图；

图2为本发明实施例提供的一种应用于地铁能馈***的保护方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种与步骤S21对应的的流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种应用于地铁能馈***的保护方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种应用于地铁能馈***的保护装置的结构图。

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付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的目的是提供一种应用于地铁能馈***的保护方法，当交流电网发生停电中断时，能够避免能馈***依旧向与其相连的交流电网回馈能量，提高交流电网的安全性。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图2为本发明实施例提供的一种应用于地铁能馈***的保护方法的流程图。如图2所示，本保护方法包括：

S20：获取当前时刻的目标参数。

其中，能够反应交流电网是否发生停电中断的参数有交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位，一旦交流电网发生停电中断，则交流电网的网压值会骤减、交流电网的供电频率会骤减及锁相失败标志位变为有效。所以，在步骤S20中获取的目标参数应至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个。具体地，对于步骤S20来说，可以通过DSP处理器获取目标参数。

S21：判断目标参数是否正常，如果否，则进入步骤S22。

交流电网未发生停电中断时的目标参数均为正常的目标参数，判断目标参数是否正常，主要是将当前获取到的目标参数与正常的目标参数相比较，如果一致或在允许误差范围内，则判断为当前获取到的目标参数正常，重复步骤S21即可；否则，判断为当前获取到的目标参数异常，进入步骤S22。

S22：断开能馈***与交流电网的连接。

其中，能馈***包括变流模块和地铁牵引网，能馈***即相当于图1中的地铁能馈***，变流模块和地铁牵引网的连接关系和能馈***与交流电网的连接关系请参考图1。断开能馈***与交流电网的连接的方式有只断开充电接触器KM1和短接接触器QF，或只断开输出接触器KM2，或同时将充电接触器KM1、短接接触器QF和输出接触器KM2全部断开。可以理解的是，无论选用哪一种方式断开能馈***与交流电网的连接均不影响本实施例的实现。

由于交流电网发生停电中断时，主电网无法对能馈***的电压及频率进行控制，一旦能馈***的电压及频率超出运行范围，就会对配电***中的各设备造成损坏，影响保护开关动作，这时，如果能馈***继续向交流电网回馈能量，则会使得交流电网再次得电，对检修人员带来危险。所以，在步骤S21判断出目标参数后，会进入步骤S22，断开能馈***与交流电网的连接，以防能馈***继续向交流电网回馈能量，从而提高了交流电网的安全性。

由此可见，本发明实施例提供的应用于地铁能馈***的保护方法，通过获取当前时刻的目标参数(目标参数至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个)，和判断目标参数是否正常，可以确定出交流电网当前是否发生停电中断；并在判断为目标参数异常时，认为交流电网已经停电，断开能馈***与交流电网的连接，有效防止了能馈***继续向交流电网回馈能量，避免了由于能馈***的电压和频率失去主电网的控制而损坏配电***中的各设备，影响保护开关的动作，从而导致与能馈***相连的交流电网带电，给检修人员带来危险的现象发生。因此，本保护方法能够在交流电网发生停电中断时，通过及时断开能馈***与交流电网的连接，提高交流电网的安全性。

作为一种优选地实施方式，目标参数为网压值和/或供电频率，判断目标参数是否正常具体包括：

预先设置目标参数的正常范围；

判断目标参数是否归属于正常范围；

如果是，则判定为目标参数正常，如果否，则判定为目标参数异常。

如果获取的目标参数为交流电网的网压值、或交流电网的供电频率，那么在判断获取的目标参数是否正常时，则不能是简单的比较交流电网的网压值与某一正常网压值是否相同，而是需要预先设置一个正常网压值的正常范围，只要获取到的交流电网的网压值属于这个正常网压值的正常范围，则说明交流电网的网压值正常，交流电网未发生停电中断，而如果获取到的交流电网的网压值不属于这个正常网压值的正常范围，则说明交流电网的网压值异常，交流电网可能发生停电中断。同理，也不能是简单的比较交流电网的供电频率与某一正常供电频率是否相同，而是需要预先设置一个正常供电频率的正常范围，只要获取到的交流电网的供电频率属于这个正常供电频率的正常范围，则说明交流电网的供电频率正常，交流电网未发生停电中断，而如果获取到的交流电网的供电频率不属于这个正常供电频率的正常范围，则说明交流电网的供电频率异常，交流电网可能发生停电中断。

作为一种优选地实施方式，目标参数为锁相失败标志位，判断目标参数是否正常具体为：

判断锁相失败标志位是否有效；

如果否，则判定为目标参数正常，如果是，则判定为目标参数异常。

对于锁相失败标志位来说，只能有两个状态，即有效和无效。如果锁相失败标志位有效，则说明交流电网发生停电中断，否则，则说明交流电网未发生停电中断。所以，如果目标参数仅为锁相失败标志位，则只需要通过判断锁相失败标志位是否有效便可判定交流电网是否发生停电中断。

图3为本发明实施例提供的一种与步骤S21对应的的流程图。为了提高本保护方法的可靠性，可以同时获取交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位，只有这三个参数全部异常时，才判定为交流电网发生停电中断。

如图3所示，在图2的基础上，作为一种优选地实施方式，目标参数为网压值、供电频率和锁相失败标志位，步骤S21包括：

S30：预先设置网压值的第一正常范围，和供电频率的第二正常范围。

其中，第一正常范围是指交流电网未发生停电中断时，所有交流电网网压的可能值的集合；第二正常范围是指交流电网未发生停电中断时，所有交流电网供电频率的可能值的集合。

S31：分别确定网压值是否超出第一正常范围，供电频率是否超出第二正常范围和锁相失败标志位是否有效。

S32：当网压值超出第一正常范围，供电频率超出第二正常范围，以及锁相失败标志位有效时，判定为目参数异常，否则，判定为目标参数正常。

对于步骤S32来说，只有交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位均异常时，才认为交流电网发生停电中断，而只要上述三个参数中的有一个参数正常，则认为交流电网未发生停电中断。如此，可以尽量避免误判的情况发生，使得能馈***可以将回馈能量正常的回馈至交流电网，提升本保护方法的可靠性。

图4为本发明实施例提供的另一种应用于地铁能馈***的保护方法的流程图。为了进一步提高本保护方法的可靠性，避免由于误判而导致的无法将能馈***的回馈能量回馈至交流电网，如图4所示，作为一种优选地实施方式，在图2的基础上，步骤S21具体包括：

S40：当识别出目标参数异常时，开始计时。

S41：在计时时间达到预设值之前，判断目标参数是否恢复正常，如果是，则进入步骤S42，如果否，则进入步骤S43。

其中，预设值可以预先设定，例如，可以设置为0.2s。

S42：判断为目标参数正常，停止计时并将计时时间清零，跳过步骤S43。

如果在预设时间内目标参数恢复正常，则说明之前获取到的目标参数可能有误，当前的交流电网并没有发生停电中断。

S43：判断为目标参数异常，进入步骤S22。

本实施例在计时时间为零的情况下，如果首次判断出目标参数异常，则在预设的时间内持续识别目标参数是否恢复正常，如果恢复正常，则说明当前的交流电网并未发生停电中断，通过停止计时并将计时时间清零，生成判断为目标参数正常的判定结果，有效的防止了由于误判而对能馈***的正常工作造成影响，提升了本保护方法的可靠性。

为了在判断为目标参数异常的情况下，确保能馈***与交流电网之间能够完全断开，避免在检修人员的检修过程中，交流电网再次得电而造成安全隐患。在上述任一实施例的基础上，作为一种优选地实施方式，步骤S22具体为同时断开变流模块与交流电网之间的充电接触器KM1和短接接触器QF，和地铁牵引网与变流模块之间的输出接触器KM2。

上文对于本发明提供的一种应用于地铁能馈***的保护方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该保护方法对应的保护装置，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图5为本发明实施例提供的一种应用于地铁能馈***的保护装置的结构图。如图5所示，本保护装置包括：

获取模块50，用于获取当前时刻的目标参数。

判断模块51；用于判断目标参数是否正常。

控制模块52，用于当目标参数异常时，断开能馈***与交流电网的连接。

其中，目标参数至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个；能馈***包括变流模块和地铁牵引网。

由此可见，本发明实施例提供的应用于地铁能馈***的保护装置，通过获取模块获取当前时刻的目标参数(目标参数至少包括交流电网的网压值、交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个)，和判断模块判断目标参数是否正常，可以确定出交流电网当前是否发生停电中断；并在判断模块判断为目标参数异常时，认为交流电网已经停电，利用控制模块断开能馈***与交流电网的连接，有效防止了能馈***继续向交流电网回馈能量，避免了由于能馈***的电压和频率失去主电网的控制而损坏配电***中的各设备，影响保护开关的动作，从而导致与能馈***相连的交流电网带电，给检修人员带来危险的现象发生。因此，本保护装置能够在交流电网发生停电中断时，通过及时断开能馈***与交流电网的连接，提高交流电网的安全性。

作为一种优选地实施方式，控制模块52具体包括：

计时单元，用于当识别出目标参数异常时，开始计时。

判断单元，用于在计时时间达到预设值之前，判断目标参数是否恢复正常。

第一控制单元，用于在计时时间达到预设值之前，如果目标参数恢复正常，停止计时并将计时时间清零。

第二控制单元，用于如果计时时间达到预设值，断开能馈***与交流电网的连接。

作为一种优选地实施方式，控制模块52还包括：

第三控制单元，用于在断开变流模块与交流电网之间的充电接触器KM1和短接接触器QF的同时，断开地铁牵引网与变流模块之间的输出接触器KM2。

上文对于本发明提供的一种应用于地铁能馈***的保护方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该保护方法对应的地铁能馈***，该地铁能馈***包括：

存储器，用于存储保护程序；

处理器，用于执行保护程序时实现如上述任一保护方法的实施例中的步骤。

由此可见，本发明实施例提供的地铁能馈***在确定出交流电网当前发生停电中断时，可以断开自身与交流电网的连接，能够有效防止自身继续向交流电网回馈能量，避免由于自身的电压和频率失去主电网的控制而损坏配电***中的各设备，影响保护开关的动作，从而导致与自身相连的交流电网带电，给检修人员带来危险的现象发生。

以上对本发明所提供的一种地铁能馈***和应用于地铁能馈***的方法及装置进行了详细介绍。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都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二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者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者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”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、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它要素，或者还包括为这种过程、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。

Claims (10)

1.一种应用于地铁能馈***的保护方法，其特征在于，包括：

获取当前时刻的目标参数；

判断所述目标参数是否正常；

如果否，则断开能馈***与交流电网的连接；

其中，所述目标参数至少包括交流电网的网压值、所述交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个；所述能馈***包括变流模块和地铁牵引网。

2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述目标参数为所述网压值和/或所述供电频率，所述判断所述目标参数是否正常具体包括：

预先设置所述目标参数的正常范围；

判断所述目标参数是否归属于所述正常范围；

如果是，则判定为所述目标参数正常，如果否，则判定为所述目标参数异常。

3.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述目标参数为锁相失败标志位，所述判断所述目标参数是否正常具体为：

判断所述锁相失败标志位是否有效；

如果否，则判定为所述目标参数正常，如果是，则判定为所述目标参数异常。

4.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述目标参数为所述网压值、所述供电频率和所述锁相失败标志位，所述判断所述目标参数是否正常具体为：

预先设置所述网压值的第一正常范围，和所述供电频率的第二正常范围；

分别确定所述网压值是否超出所述第一正常范围，所述供电频率是否超出所述第二正常范围和所述锁相失败标志位是否有效；

当所述网压值超出所述第一正常范围，所述供电频率超出所述第二正常范围，以及所述锁相失败标志位有效时，判定为所述目参数异常，否则，判定为所述目标参数正常。

5.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述判断所述目标参数是否正常具体包括：

当识别出所述目标参数异常时，开始计时；

在计时时间达到预设值之前，判断所述目标参数是否恢复正常；

如果是，则判断为所述目标参数正常，停止计时并将所述计时时间清零，如果否，则判断为所述目标参数异常。

6.根据权利要求1-5任一项所述的保护方法，其特征在于，所述断开能馈***与交流电网的连接具体为：

同时断开所述变流模块与所述交流电网之间的充电接触器和短接接触器，和所述地铁牵引网与所述变流模块之间的输出接触器。

7.一种应用于地铁能馈***的保护装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前时刻的目标参数；

判断模块；用于判断所述目标参数是否正常；

控制模块，用于当所述目标参数异常时，断开能馈***与交流电网的连接；

其中，所述目标参数至少包括交流电网的网压值、所述交流电网的供电频率和锁相失败标志位中的一个；所述能馈***包括变流模块和地铁牵引网。

8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述控制模块具体包括：

计时单元，用于当识别出所述目标参数异常时，开始计时；

判断单元，用于在计时时间达到预设值之前，判断所述目标参数是否恢复正常；

第一控制单元，用于在所述计时时间达到所述预设值之前，如果所述目标参数恢复正常，停止计时并将所述计时时间清零；

第二控制单元，用于如果所述计时时间达到所述预设值，断开所述能馈***与所述交流电网的连接。

9.根据权利要求7或8所述的保护装置，其特征在于，所述控制模块还包括：

所述第三控制单元，用于在断开所述变流模块与所述交流电网之间的充电接触器和短接接触器的同时，断开所述地铁牵引网与所述变流模块之间的输出接触器。

10.一种地铁能馈***，其特征在于，包括：

存储器，用于存储保护程序；

处理器，用于执行所述保护程序时实现如权利要求1-6任一项所述保护方法的步骤。