CN111766534B - 牵引变流器接地故障检测方法及装置 - Google Patents

牵引变流器接地故障检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111766534B
CN111766534B CN202010509496.0A CN202010509496A CN111766534B CN 111766534 B CN111766534 B CN 111766534B CN 202010509496 A CN202010509496 A CN 202010509496A CN 111766534 B CN111766534 B CN 111766534B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
ground fault
voltage
quadrant
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010509496.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111766534A (zh
Inventor
苏鹏程
王龙刚
于森林
张瑞峰
詹哲军
贺志学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Original Assignee
CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Yongji Electric Co Ltd filed Critical CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority to CN202010509496.0A priority Critical patent/CN111766534B/zh
Publication of CN111766534A publication Critical patent/CN111766534A/zh
Priority to PCT/CN2020/130524 priority patent/WO2021248839A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111766534B publication Critical patent/CN111766534B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • 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
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/008—Testing of electric installations on transport means on air- or spacecraft, railway rolling stock or sea-going vessels
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • 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
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • 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
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • 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
    • G01R31/56—Testing of electric apparatus
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及牵引变流器接地故障检测，具体为牵引变流器接地故障检测方法及装置。解决现有牵引变流器接地故障检测方法存在的问题。本发明的检测方法无需停机及复杂检测逻辑可实时在线检测出各类接地故障，同时可区分四象限整流器输入接地故障端及逆变器U、V、W相接地故障端。本发明的检测装置充分利用机车上固有资源，仅需外加部分检测板卡即可完成检测电路搭建。牵引变流器接地故障检测装置，包括采集直流母线电压Udc的传感器TV1，采集直流母线负端对地电压Ugnd的传感器TV2；还包括电压比较器、直流母线正负接地故障判断模块、触发器、除法器、开关控制模块、滤波处理模块、乘法器、积分器、四象限逆变接地故障判断模块。

Description

牵引变流器接地故障检测方法及装置
技术领域
本发明涉及牵引变流器接地故障检测，具体为牵引变流器接地故障检测方法及装置。
背景技术
牵引变流器作为列车电传动***的核心部件，其高可靠性是列车安全稳定运行的重要保障，接地故障是牵引变流器各类故障中最频发的一类故障，一般来说，单点接地故障不会对变流器运行造成影响，但是当发生两点或多点接地故障时，就会导致短路故障进而造成列车牵引***严重的损坏，甚至威胁到旅客的人身安全。因此当牵引变流器发生单点接地时，如何在不停机在线状态下快速准确地检测出接地点就显得十分关键，进而避免了两点或多点接地故障的发生。
现有的列车牵引电气***主回路普遍采用浮点接地方式，通过接地电压传感器实时检测直流母线负端对地电压值，根据接地电压变化规律来判断是否存在单点接地故障点，该方法可快速检测出直流母线正负接地故障，但是对于逆变器输出和四象限整流器输入接地故障不容易区分，需要复杂的逻辑判断，有可能需要停机处理；另一方面仅依靠接地电压无法区分四象限整流器输入接地故障端，无法区分逆变器U、V、W相接地故障端。
发明内容
本发明解决现有牵引变流器接地故障检测方法存在的问题，提供一种牵引变流器接地故障检测方法及装置，该检测方法无需停机及复杂检测逻辑可实时在线检测出各类接地故障，同时可区分四象限整流器输入接地故障端及逆变器U、V、W相接地故障端。该检测装置充分利用机车上固有资源，仅需外加部分检测板卡即可完成检测电路搭建。
本发明是采用如下技术方案实现的：牵引变流器接地故障检测方法，是由如下步骤实现的：
(1)采集直流母线电压Udc；采集直流母线负端对地电压Ugnd；
(2)Udc和Ugnd输入电压比较器进行比较，电压比较器内部含有定时器，定时器控制周期Tctl为s个工频周期Tf,s可取经验值5～9(s值越大准确性越高，但是又要考虑到实时性，s值就不能给太大)；
Figure GDA0002965175070000021
Tctl＝s*Tf(s为正整数，5≤s≤9)
其中：f为标准网压频率50Hz；
根据Udc和Ugnd做如下判断：
情况1：在一个Tctl周期内，
Figure GDA0002965175070000022
工作正常，无故障；
情况2：在一个Tctl周期内，Ugnd＝Udc；工作异常，为直流母线正接地故障；
情况3：在一个Tctl周期内，Ugnd＝0；工作异常，为直流母线负接地故障；
情况4：在一个Tctl周期内，Ugnd在0和Udc之间交替出现；工作异常，四象限整流器接地故障或者逆变器接地故障，有待进一步判断；
(3)采集四象限整流器和逆变器的调制脉冲信号：四象限A桥臂上管脉冲g_AH、四象限B桥臂上管脉冲g_BH、逆变U桥臂上管脉冲g_UH、逆变V桥臂上管脉冲g_VH、逆变W桥臂上管脉冲g_WH；
(4)滤波电路对调制脉冲信号进行滤波，滤波电路根据脉冲幅值大小设置阈值，g_AH和g_BH的阈值为a；
Figure GDA0002965175070000023
其中V1为四象限调制脉冲高电平的电压幅值；
当g_AH和g_BH的脉冲幅值大于等于a时输出1，脉冲幅值小于a时输出0；g_UH、g_VH和g_WH阈值为b；
Figure GDA0002965175070000024
其中V2为逆变调制脉冲高电平的电压幅值；
当g_UH、g_VH和g_WH的脉冲幅值大于等于b时输出1，脉冲幅值小于b时输出0，g_AH和g_BH的滤波结果记为Un，g_UH、g_VH和g_WH的滤波结果记为Um，计算公式如下：
Figure GDA0002965175070000025
(n＝1，2；其中U1为g_AH的滤波结果，U2为g_BH的滤波结果)
Figure GDA0002965175070000031
(m＝3，4，5；其中U3为g_UH的滤波结果，U4为g_VH的滤波结果，U5为g_WH的滤波结果)
(5)进行如下计算：
Figure GDA0002965175070000032
Figure GDA0002965175070000033
(6)根据计算结果作如下判断：
情况4.1：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S1，此时报四象限整流器正接地；
情况4.2：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S2，此时报四象限整流器负接地；
情况4.3：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S3，此时报逆变器U相接地；
情况4.4：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S4，此时报逆变器V相接地；
情况4.5：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S5，此时报逆变器W相接地。
牵引变流器接地故障检测装置，包括采集直流母线电压Udc的传感器TV1，采集直流母线负端对地电压Ugnd的传感器TV2；还包括电压比较器、直流母线正负接地故障判断模块、触发器、除法器、开关控制模块、滤波处理模块、乘法器、积分器、四象限逆变接地故障判断模块；
电压比较器内部含有定时器，定时器控制周期Tctl为s个工频周期Tf,s可取经验值5～9；
Figure GDA0002965175070000034
Tctl＝s*Tf(s为正整数，5≤s≤9)
其中：f为标准网压频率50Hz；
TV1采集的Udc信号和TV2采集的Ugnd信号送入电压比较器，电压比较器的一个输出端与触发器的输入端连接、另一个输出端连接直流母线正负接地故障判断模块，触发器的输出端与开关控制模块的控制端相连；TV1采集的Udc信号和TV2采集的Ugnd信号送入除法器，并以Ugnd/Udc作为除法器的输出；
四象限A桥臂上管脉冲g_AH、四象限B桥臂上管脉冲g_BH、逆变U桥臂上管脉冲g_UH、逆变V桥臂上管脉冲g_VH、逆变W桥臂上管脉冲g_WH，送入滤波处理模块的输入端；滤波处理模块内设置阈值：g_AH和g_BH的阈值为a，当g_AH和g_BH的脉冲幅值大于等于a时输出1，脉冲幅值小于a时输出0；g_UH、g_VH和g_WH阈值为b，当g_UH、g_VH和g_WH的脉冲幅值大于等于b时输出1，脉冲幅值小于b时输出0；
开关控制模块的控制端受触发器输出端的控制，使开关控制模块内的各开关实现开闭；除法器的输出信号和滤波处理模块的输出信号，经开关控制模块内的开关送入乘法器，乘法器的输出端与积分器的输入端相连，积分器的输出端连接四象限逆变接地故障判断模块。
本发明的检测方法，算法简单有效，无需复杂的控制逻辑，即可区分出四象限和逆变接地故障，同时可区分四象限整流器正负接地故障及逆变器U、V、W相接地故障。可实时在线检测故障，避免停机事件发生。发明充分利用TCU固有组件，可快速搭建检测装置。
附图说明
图1为牵引变流器电气回路拓扑图；
图2为本发明接地故障检测装置框图；
图3为本发明四象限和逆变接地故障检测方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
牵引变流器的电气主回路如图1所示；主要组成：额定输入25KV50Hz变压器、预充电模块、四象限整流器、中间直流回路、接地检测模块、逆变模块。
其中，预充电模块包括预充电接触器K1和主工作接触器K2；所述四象限整流器包括两个桥臂：A桥臂和B桥臂，总共4个开关管(AH、AB、BH、BB)，变压器副边通过两根导线与四象限整流器A、B桥臂连接；所述中间直流回路包括直流侧支撑电容C1、直流母线电压传感器TV1和接地检测模块；接地检测模块包括电容C2、串联电阻R2和R3，R2和R3的电阻值相等，以及接地电压传感器TV2；逆变模块包括三个桥臂：U桥臂、V桥臂和W桥臂，总共六个开关管(UH、UB、VH、VB、WH、WB)，三个桥臂通过三根导线与三相交流电机连接。
牵引变流器易发生接地故障的接地点为：四象限输入正负端(a点、b点)、直流母线正负端(c点、d点)、逆变器输出U、V、W端(e点、f点、g点)。
接地故障检测装置如图2所示。
网压互感器采集弓网电压，通过模数转换，再经过滤波处理，输入到变流控制和调制模块，根据采集的网压计算出网压幅值和相位，应用于四象限整流控制和调制；
四象限和逆变电流传感器采集四象限输入电流和逆变器输出电流，通过模数转换，再经过滤波处理，输入到变流控制和调制模块，分别应用于四象整流和逆变控制及调制；
电机速度传感器实时采集电机转速，通过模数转换，再经过滤波处理，输入到变流控制和调制模块，应用于逆变器控制和调制；
中间母线电压传感器采集中间直流母线电压，通过模数转换，再经过滤波处理，一方面输入到变流控制和调制模块；另一方面输入到电压比较器和除法器中；
接地电压传感器采集接地电压，通过模数转换，再经过滤波处理，一方面输入到电压比较器，另一方面经过除法器最后输入到开关控制模块，除法器的作用是将接地电压与直流母线电压进行整除；
变流控制及调制模块外部传感器输入的电信号，进行四象限和逆变控制及调制，最终生成四象限变流器调制脉冲和逆变器调制脉冲；
调制脉冲生成及之前步骤可由变流器控制核心单元TCU来完成，本发明专利可直接借用该部件；
调制脉冲一方面经过放大处理，输入到各个桥臂开关管的驱动极(IGBT)，来控制器件的开关动作；另一方面经过特殊滤波处理后输入到开关控制模块中；
电压比较器内部含有定时器，定时器控制周期Tctl为s个工频周期Tf,可根据实际情况设定s值；
Figure GDA0002965175070000051
Tctl＝s*Tf(s为正整数，5≤s≤9)
其中：f为标准网压频率50Hz；
电压比较器通过比较直流母线电压和接地电压之间关系，一方面输出控制信号给触发器，另一方面根据电压比较结果区分出直流母线正负接地故障；
直流母线电压和接地电压关系分为以下情况：
情况1：在一个Tctl周期内，
Figure GDA0002965175070000061
情况1结论：工作正常，无故障；
情况2：在一个Tctl周期内，Ugnd＝Udc；
情况3：在一个Tctl周期内，Ugnd＝0；
情况4：在一个Tctl周期内，接地电压值在0和Udc之间交替出现；
情况2或情况3事件发生后，电压比较器输出标志位到直流母线正负接地故障判断模块，判断结果如下：
情况2结论：工作异常，为直流母线正接地故障；
情况3结论：工作异常，为直流母线负接地故障；
情况***发生后，电压比较器输出标志位到触发器，初步判断结果如下：
情况4结论：工作异常，四象限接地故障或者逆变接地故障，有待进一步判断；
情况***发生后，开关控制模块根据触发器送来的控制信号，来触发内部开关闭合。内部开关选通除法器输出信号和调制脉冲信号；
四象限和逆变接地故障检测方法如图3所示；
调制脉冲分为两类，总共包含5路脉冲，分别为：四象限A桥臂上管脉冲g_AH、四象限B桥臂上管脉冲g_BH、逆变U桥臂上管脉冲g_UH、逆变V桥臂上管脉冲g_VH、逆变W桥臂上管脉冲g_WH，5路脉冲分别输入到滤波处理模块；
滤波处理模块是根据脉冲幅值大小设置合理阈值，大于等于阈值输出为1，小于阈值输出为0，四象限两路脉冲设置阈值为a，当脉冲幅值大于等于a时输出1，脉冲幅值小于a时输出0；逆变三路脉冲设置阈值为b，当脉冲幅值大于等于b时输出1，脉冲幅值小于b时输出0，四象限两路上桥臂脉冲滤波结果记为Un，逆变三路上桥臂脉冲滤波结果记为Um，计算公式如下：
Figure GDA0002965175070000071
其中V1为四象限调制脉冲高电平的电压幅值；
Figure GDA0002965175070000072
(n＝1，2；其中U1为g_AH的滤波结果，U2为g_BH的滤波结果)
Figure GDA0002965175070000073
其中V2为逆变调制脉冲高电平的电压幅值；
Figure GDA0002965175070000074
(m＝3，4，5；其中U3为g_UH的滤波结果，U4为g_VH的滤波结果，U5为g_WH的滤波结果)
接地电压与直流母线电压的比值与滤波后的各路脉冲相乘，乘积结果在一个控制周期内进行积分运算，四象限积分结果记为Sn，逆变积分结果记为Sm，公式如下：
Figure GDA0002965175070000075
Figure GDA0002965175070000076
其中：Tctl为定时器控制周期
最后根据各路脉冲积分计算结果，求取最大值来判断接地故障类型；
情况1：最大值为max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S1，此时报四象限正接地；
情况2：最大值为max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S2，此时报四象限负接地；
情况3：最大值为max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S3，此时报逆变U相接地；
情况4：最大值为max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S4，此时报逆变V相接地；
情况5：最大值为max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S5，此时报逆变W相接地。

Claims (3)

1.一种牵引变流器接地故障检测方法，其特征在于，是由如下步骤实现的：
(1)采集直流母线电压Udc；采集直流母线负端对地电压Ugnd；
(2)Udc和Ugnd输入电压比较器进行比较，电压比较器内部含有定时器，定时器控制周期Tctl为s个工频周期Tf,s取经验值5～9；
Figure FDA0002965175060000011
Tctl＝s*Tf，s为正整数，5≤s≤9
其中：f为标准网压频率50Hz；根据Udc和Ugnd做如下判断：
情况1：在一个Tctl周期内，
Figure FDA0002965175060000012
工作正常，无故障；
情况2：在一个Tctl周期内，Ugnd＝Udc；工作异常，为直流母线正接地故障；
情况3：在一个Tctl周期内，Ugnd＝0；工作异常，为直流母线负接地故障；
情况4：在一个Tctl周期内，Ugnd在0和Udc之间交替出现；工作异常，四象限整流器接地故障或者逆变器接地故障，有待进一步判断；
(3)采集四象限整流器和逆变器的调制脉冲信号：四象限A桥臂上管脉冲g_AH、四象限B桥臂上管脉冲g_BH、逆变U桥臂上管脉冲g_UH、逆变V桥臂上管脉冲g_VH、逆变W桥臂上管脉冲g_WH；
(4)滤波电路对调制脉冲信号进行滤波，滤波电路根据脉冲幅值大小设置阈值，g_AH和g_BH的阈值为a，当g_AH和g_BH的脉冲幅值大于等于a时输出1，脉冲幅值小于a时输出0；g_UH、g_VH和g_WH阈值为b，当g_UH、g_VH和g_WH的脉冲幅值大于等于b时输出1，脉冲幅值小于b时输出0，g_AH和g_BH的滤波结果记为Un，g_UH、g_VH和g_WH的滤波结果记为Um，计算公式如下：
Figure FDA0002965175060000013
其中V1为四象限调制脉冲高电平的电压幅值；
Figure FDA0002965175060000021
其中U1为g_AH的滤波结果，U2为g_BH的滤波结果
Figure FDA0002965175060000022
其中V2为逆变调制脉冲高电平的电压幅值；
Figure FDA0002965175060000023
其中U3为g_UH的滤波结果，U4为g_VH的滤波结果，U5为g_WH的滤波结果
(5)进行如下计算：
Figure FDA0002965175060000024
Figure FDA0002965175060000025
(6)根据计算结果作如下判断：
情况4.1：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S1，此时报四象限整流器正接地；
情况4.2：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S2，此时报四象限整流器负接地；
情况4.3：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S3，此时报逆变器U相接地；
情况4.4：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S4，此时报逆变器V相接地；
情况4.5：max(S1，S2，S3，S4，S5)＝S5，此时报逆变器W相接地。
2.实现如权利要求1所述检测方法的牵引变流器接地故障检测装置，包括采集直流母线电压Udc的传感器TV1，采集直流母线负端对地电压Ugnd的传感器TV2；其特征在于，还包括电压比较器、直流母线正负接地故障判断模块、触发器、除法器、开关控制模块、滤波处理模块、乘法器、积分器、四象限逆变接地故障判断模块；
电压比较器内部含有定时器，定时器控制周期Tctl为s个工频周期Tf,s取经验值5～9；
Figure FDA0002965175060000031
Tctl＝s*Tf，s为正整数，5≤s≤9
其中：f为标准网压频率50Hz；
TV1采集的Udc信号和TV2采集的Ugnd信号送入电压比较器，电压比较器的一个输出端与触发器的输入端连接、另一个输出端连接直流母线正负接地故障判断模块，触发器的输出端与开关控制模块的控制端相连；TV1采集的Udc信号和TV2采集的Ugnd信号送入除法器，并以Ugnd/Udc作为除法器的输出；
四象限A桥臂上管脉冲g_AH、四象限B桥臂上管脉冲g_BH、逆变U桥臂上管脉冲g_UH、逆变V桥臂上管脉冲g_VH、逆变W桥臂上管脉冲g_WH，送入滤波处理模块的输入端；滤波处理模块内设置阈值：g_AH和g_BH的阈值为a，当g_AH和g_BH的脉冲幅值大于等于a时输出1，脉冲幅值小于a时输出0；g_UH、g_VH和g_WH阈值为b，当g_UH、g_VH和g_WH的脉冲幅值大于等于b时输出1，脉冲幅值小于b时输出0；
开关控制模块的控制端受触发器输出端的控制，使开关控制模块内的各开关实现开闭；除法器的输出信号和滤波处理模块的输出信号，经开关控制模块内的开关送入乘法器，乘法器的输出端与积分器的输入端相连，积分器的输出端连接四象限逆变接地故障判断模块。
3.根据权利要求2所述的牵引变流器接地故障检测装置，其特征在于，TV1采集的Udc信号和TV2采集的Ugnd信号，通过模数转换，再经过滤波处理后，再分别送入电压比较器和除法器。
CN202010509496.0A 2020-06-07 2020-06-07 牵引变流器接地故障检测方法及装置 Active CN111766534B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010509496.0A CN111766534B (zh) 2020-06-07 2020-06-07 牵引变流器接地故障检测方法及装置
PCT/CN2020/130524 WO2021248839A1 (zh) 2020-06-07 2020-11-20 牵引变流器接地故障检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010509496.0A CN111766534B (zh) 2020-06-07 2020-06-07 牵引变流器接地故障检测方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111766534A CN111766534A (zh) 2020-10-13
CN111766534B true CN111766534B (zh) 2021-07-13

Family

ID=72720309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010509496.0A Active CN111766534B (zh) 2020-06-07 2020-06-07 牵引变流器接地故障检测方法及装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111766534B (zh)
WO (1) WO2021248839A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111766534B (zh) * 2020-06-07 2021-07-13 中车永济电机有限公司 牵引变流器接地故障检测方法及装置
CN112421578A (zh) * 2020-11-03 2021-02-26 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 牵引变流器的故障处理方法、装置、***及相关设备
CN112731192B (zh) * 2020-12-14 2024-04-19 中车永济电机有限公司 一种机车牵引变流器有功功率的保护方法及试验验证方法
CN112630596B (zh) * 2020-12-15 2024-06-11 重庆大学 一种风电变流器igbt器件开路故障综合诊断方法
DE102020216215A1 (de) * 2020-12-18 2022-06-23 Siemens Mobility GmbH Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Gleichspannungszwischenkreis
CN113489315B (zh) * 2021-06-30 2022-09-09 中车大连电力牵引研发中心有限公司 基于一体化设计间歇式供电牵引控制器
CN114488998B (zh) * 2021-12-29 2023-12-19 中车永济电机有限公司 一种牵引逆变器控制单元故障保护逻辑自动化测试方法
CN114475255B (zh) * 2022-02-23 2023-08-08 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***
CN117233662B (zh) * 2023-11-13 2024-01-23 江苏新誉阿尔斯通牵引***有限公司 一种地铁多变流器并联牵引传动***接地点检测方法
CN117970183B (zh) * 2024-03-29 2024-06-07 湖南大学 一种牵引传动***主回路接地故障诊断方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104515927A (zh) * 2013-10-01 2015-04-15 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 用于检测高电阻接地***中的接地故障的检测器和方法
CN106415286A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 伊顿公司 用于脉冲接地故障检测和定位的***和方法
CN109459651A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 中车永济电机有限公司 机车变流器接地故障检测电路及方法
CN109752607A (zh) * 2017-11-06 2019-05-14 株洲中车时代电气股份有限公司 一种牵引变流器故障诊断的方法及***
CN111007427A (zh) * 2019-11-23 2020-04-14 清华大学 配电线路单相接地故障选线方法及计算机可读存储介质

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4680575B2 (ja) * 2004-11-29 2011-05-11 三菱電機株式会社 インバータ装置
CN104076243B (zh) * 2013-03-29 2016-11-09 北京映翰通网络技术股份有限公司 一种小电流接地配电网单相接地故障检测指示方法与设备
US9903917B2 (en) * 2014-10-07 2018-02-27 Texas Instruments Incorporated Method and circuitry for detecting faults in field oriented controlled permanent magnet synchronous machines
CN105720831A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 永济新时速电机电器有限责任公司 带双电压传感器母线电压检测电路的牵引变流器
CN104764971A (zh) * 2015-03-18 2015-07-08 广东电网有限责任公司电力科学研究院 配电网架空线路单相接地故障识别定位方法和故障指示器
CN105067940A (zh) * 2015-08-06 2015-11-18 株洲南车时代电气股份有限公司 一种机车牵引变流器主回路的接地诊断方法
CN106908697B (zh) * 2017-04-20 2019-08-13 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种综合工频和暂态无功功率方向的配电网故障选线方法
CN110275082B (zh) * 2018-03-16 2021-08-17 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种变流器主电路的接地诊断方法、***及装置
CN109444631B (zh) * 2018-11-12 2020-12-25 中车永济电机有限公司 交直交电力机车牵引变流器主回路接地判断方法
CN109782129B (zh) * 2019-01-24 2024-05-10 中国铁道科学研究院集团有限公司 轨道交通牵引辅助变流器的接地故障点定位方法及装置
CN110286297A (zh) * 2019-06-12 2019-09-27 北京中电泰瑞科技有限公司 一种小电流接地***单相接地故障选线装置及方法
CN110161364A (zh) * 2019-06-20 2019-08-23 中车永济电机有限公司 交流传动电力机车主回路接地故障检测方法
CN110231552B (zh) * 2019-07-08 2023-12-01 冯琛 煤矿电缆绝缘监测选线方法、信号注入电路及相应装置
CN110488135B (zh) * 2019-07-25 2021-06-22 中车永济电机有限公司 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
CN110703138B (zh) * 2019-10-22 2022-03-11 中车青岛四方车辆研究所有限公司 动车组牵引***接地故障检测方法及装置
CN110794327A (zh) * 2019-10-29 2020-02-14 中车永济电机有限公司 Hxd2型电力机车整流器和逆变器接地点的判断方法
CN111766534B (zh) * 2020-06-07 2021-07-13 中车永济电机有限公司 牵引变流器接地故障检测方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104515927A (zh) * 2013-10-01 2015-04-15 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 用于检测高电阻接地***中的接地故障的检测器和方法
CN106415286A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 伊顿公司 用于脉冲接地故障检测和定位的***和方法
CN109752607A (zh) * 2017-11-06 2019-05-14 株洲中车时代电气股份有限公司 一种牵引变流器故障诊断的方法及***
CN109459651A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 中车永济电机有限公司 机车变流器接地故障检测电路及方法
CN111007427A (zh) * 2019-11-23 2020-04-14 清华大学 配电线路单相接地故障选线方法及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021248839A1 (zh) 2021-12-16
CN111766534A (zh) 2020-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111766534B (zh) 牵引变流器接地故障检测方法及装置
JP5401250B2 (ja) 地絡検出装置
RU2563964C2 (ru) Система, компьютерный программный продукт и способ обнаружения внутренних неисправностей обмотки синхронного генератора
US8643383B2 (en) Drive failure protection
CN109444631B (zh) 交直交电力机车牵引变流器主回路接地判断方法
EP2565659B1 (en) Fault detection system for a generator
CN110703138B (zh) 动车组牵引***接地故障检测方法及装置
KR101169797B1 (ko) 3상 유도전동기의 고정자 권선 고장 진단시스템
EP1661233B1 (en) Method and apparatus for detecting faults in ac to ac, or dc to ac power conversion equipments when the equipment is in a high impedance mode
CN206321736U (zh) 接地检测电路
CN105629122A (zh) 一种三相全桥逆变器的静态故障诊断的电路及诊断方法
CN104410096B (zh) 线序主动检测及自适应***以及方法
CN107092213B (zh) 一种具有故障电弧检测功能的无源滤波装置及方法
CN110488135B (zh) 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
CN106199145A (zh) 基于电流变化率的船舶交流***短路电流方向判断方法
CN106597190B (zh) 接地检测电路及方法
CN109981030A (zh) 母线过压保护电路、控制方法和磁悬浮压缩机
CN103022976A (zh) 一种变频器输出短路保护电路及保护方法
US7023196B2 (en) High level arc fault detector
CN110161395B (zh) 逆变器驱动电机的绝缘状态在线监测方法及其监测***
CN107592053A (zh) 电机的端电压测量装置和测量方法
CN106825860B (zh) 逆变焊机故障检测装置
CN206946244U (zh) 一种具有故障电弧检测功能的无源滤波装置
CN110323776B (zh) 基于sc的lcc-hvdc受端直流***前馈控制方法、***及介质
CN112067911A (zh) 一种无刷直流电机的缺相检测方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant