CN112098890B - 动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法 - Google Patents

动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，所述方法包括：获取在线并联的辅助变流器的第一总数n；根据第一总数n与***最大接地电流计算得到***最大接地检测电压；利用接地检测电路，获得接地检测电阻的第一电压数据；根据第一电压数据和***最大接地检测电压，进行母线接地故障检测处理生成第一检测数据；第一检测数据为交流母线接地故障信息时，上报第一检测数据、并在下一次重启时进行内部接地故障检测处理生成第二检测数据；在第二检测数据为内部接地故障信息时，上报第二检测数据、并进行自锁闭处理。本发明实施例解决了并联辅助变流器交流供电***的实时接地故障检测问题，提高了接地故障检测的准确度。

Description

动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法。
背景技术
辅助变流器是动车组的重要运行设备，主要任务是将牵引变流器四象限整流后的中间电压逆变为三相交流电，为整车所有三相交流负载供电。辅助变流器交流供电***的稳定可靠运行，是列车牵引传动***和辅助供电***稳定工作的前提，同时也直接关系整列车的安全运行。列车在运行过程中，由于受到雷击、线缆绝缘损坏、线缆或者元器件掉落金属物、交流负载设备故障等原因，造成辅助变流器交流侧接地故障。一旦辅助变流器发生接地故障，不仅影响到人身安全和负载设备的正常使用，而且也可因接地电流过大造成火灾风险。
对于静态设备来说，可通过绝缘测试仪测试设备的绝缘性能，以此来进行故障甄别，这种方法只能在列车断电停止运行时进行操作，不具备时效性。在实际动车组辅助变流器交流供电***中，接地点位置随机，其检测准确性不能保证。另外，动车组辅助变流器为并联供电，不同辅助变流器并联工况下，接地检测结果均有差异，因此当前常用的交流接地检测方法不适用于并联供电***。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，通过在辅助变流器的三相输出上连接一个接地检测电路，根据接地检测电路的接地检测电阻的电压来判断是否出现接地故障。解决了并联辅助变流器交流供电***的实时接地故障检测问题，提高了并联辅助变流器交流供电***接地故障检测的准确度。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，所述方法包括：
S1，每个辅助变流器从动车组的控制网络，获取在线并联的辅助变流器的数量，生成第一总数n；
S2，所述每个辅助变流器根据所述第一总数n与预设的***最大接地电流数据组IRe(max)，进行***最大接地检测电压计算处理，生成***最大接地检测电压数据组URm(max)；
S3，利用与第一辅助变流器连接的第一接地检测电路，对所述第一接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压数据进行实时采集处理，生成第一电压数据URm；
S4，所述第一辅助变流器根据所述第一电压数据URm和所述***最大接地检测电压数据组URm(max)，进行母线接地故障检测处理，生成第一检测数据；
S5，当所述第一检测数据为交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第一检测数据，并在下一次重启时，对所述第一辅助变流器进行内部接地故障检测处理，生成第二检测数据；
S6，当所述第二检测数据为内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第二检测数据，并进行自锁闭处理。
优选的，
所述辅助变流器的三相交流电输出线包括第一相线U线，第二相线V线和第三相线W线；
所述***最大接地电流数据组IRe(max)包括第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、第二相线最大接地电流模数据IReV(max)和第三相线最大接地电流模数据IReW(max)；所述IReU(max)、所述IReV(max)和所述IReW(max)均为实数；
所述***最大接地检测电压数据组URm(max)包括第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；所述URmU(max)、所述URmV(max)和所述URmW(max)均为实数；
所述第一电压数据URm为实数。
优选的，
所述第一接地检测电路包括第一电阻电路和第一电容电路；
所述第一电阻电路包括第一电阻Ru、第二电阻Rv、第三电阻Rw、所述接地检测电阻Rm和接地电压检测传感器TV；所述Ru连接在所述U线与所述第一电阻电路的第一中性点之间；所述Rv连接在所述V线与所述第一中性点之间；所述Rw连接在所述W线与所述第一中性点之间；所述Rm连接在所述第一中性点与地线之间；所述TV连接在所述第一中性点与所述地线之间；其中，所述Ru、所述Rv、所述Rw和所述Rm的阻值相等，均为r欧姆；所述r为实数；
所述第一电容电路包括第一电容Cu、第二电容Cv和第三电容Cw；所述Cu连接在所述U线与所述第一电容电路的第二中性点之间；所述Cv连接在所述V线与所述第二中性点之间；所述Cw连接在所述W线与所述第二中性点之间；所述第二中性点直接连接所述地线；其中，所述Cu、所述Cv和所述Cw的容值相等，均为c法拉；所述c为实数。
优选的，所述每个辅助变流器根据所述第一总数n与预设的***最大接地电流数据组IRe(max)，进行***最大接地检测电压计算处理，生成***最大接地检测电压数据组URm(max)，具体包括：
所述每个辅助变流器获取U线相电压数据UU、V线相电压数据UV和W线相电压数据UW；所述UU、UV和UW均为复数；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReU(max)、所述UU和第一公式
Figure BDA0002685211300000031
进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一相线最小接地电阻数据ReU(min)；其中，所述|UU|为对所述UU进行模计算处理；ω＝2πf；所述f为三相交流电频率；所述||为复数模计算符号；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReV(max)、所述UV和第二公式
Figure BDA0002685211300000041
进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二相线最小接地电阻数据ReV(min)；其中，所述|UV|为对所述UV进行模计算处理；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReW(max)、所述UW和第三公式
Figure BDA0002685211300000042
进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三相线最小接地电阻数据ReW(min)；其中，所述|UW|为对所述UW进行模计算处理；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReU(min)、所述UU和第四公式
Figure BDA0002685211300000043
进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReV(min)、所述UV和第五公式
Figure BDA0002685211300000044
进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReW(min)、所述UW和第六公式
Figure BDA0002685211300000045
进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；
将所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，组成所述***最大接地检测电压数据组URm(max)。
优选的，利用与第一辅助变流器连接的第一接地检测电路，对所述第一接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压数据进行实时采集处理，生成第一电压数据URm，具体包括：
所述第一辅助变流器利用所述第一接地检测电路的所述接地电压检测传感器TV，实时采集所述接地检测电阻Rm的电压数据，生成所述第一电压数据URm。
优选的，所述第一辅助变流器根据所述第一电压数据URm和所述***最大接地检测电压数据组URm(max)，进行母线接地故障检测处理，生成第一检测数据，具体包括：
所述第一辅助变流器判断所述第一电压数据URm是否同时小于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，当所述URm同时小于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)时，将交流母线接地正常信息作为所述第一检测数据；当所述URm大于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)中的任一值时，将所述交流母线接地故障信息作为所述第一检测数据。
优选的，所述当所述第一检测数据为所述交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第一检测数据，并在下一次重启时，对所述第一辅助变流器进行内部接地故障检测处理，生成第二检测数据，具体包括：
当所述第一检测数据为交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器将所述第一检测数据向所述控制网络进行发送；
所述第一辅助变流器在进行下一次重启时，设置所述第一总数n为1；
所述第一辅助变流器根据设置为1的所述第一总数n、所述第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、所述U线相电压数据UU和所述第一公式，进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一电阻数据Re'U(min)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第二相线最大接地电流模数据IReV(max)、所述V线相电压数据UV和所述第二公式，进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二电阻数据Re'V(min)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第三相线最大接地电流模数据IReW(max)、所述W线相电压数据UW和所述第三公式，进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三电阻数据Re'W(min)；
所述第一辅助变流器根据设置为1的所述第一总数n、所述第一电阻数据Re'U(min)、所述U线相电压数据UU和所述第四公式，进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成第一电压模数据U'RmU(max)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第二电阻数据Re'V(min)、所述V线相电压数据UV和所述第五公式，进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成第二电压模数据U'RmV(max)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第三电阻数据Re'W(min)、所述W线相电压数据UW和所述第六公式，进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成第三电压模数据U'RmW(max)；
所述第一辅助变流器判断所述第一电压数据URm是否同时小于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)，当所述第一电压数据URm同时小于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)时，将内部接地正常信息作为所述第二检测数据；当所述第一电压数据URm大于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)中的任一值时，将所述内部接地故障信息作为所述第二检测数据。
优选的，所述当所述第二检测数据为内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第二检测数据，并进行自锁闭处理，具体包括：
当所述第二检测数据为所述内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器将所述第二检测数据向所述控制网络进行发送，并进行封锁脉冲处理和断开输入输出接触器处理。
本发明实施例提供的一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，至少具有如下技术效果或优点：1、可用于多台辅助变流器并联的交流供电***，并可根据辅助变流器的在线个数，自动匹配适应接地故障判断；2、能够准确自动定位接地故障位置，区分辅助变流器自身接地故障和母线接地故障；3、能够及时隔离封锁故障辅助变流器，保证了交流供电***的供电安全，减轻了对负载设备造成的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法示意图；
图2为本发明实施例提供的并联辅助变流器的接地检测电路结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法示意图，如图1所示，本发明实施例的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，包括以下步骤：
S1，每个辅助变流器从动车组的控制网络，获取在线并联的辅助变流器的数量，生成第一总数n。
此处，动车组至少包括交流母线、控制网络、并联辅助变流器交流供电***和三相交流负载设备；控制网络用于整体运行管理；并联辅助变流器交流供电***的辅助变流器通过交流母线向三相交流负载设备输出三相交流电流(第一相线U线，第二相线V线和第三相线W线)；并联辅助变流器交流供电***中包括多个并联的辅助变流器。
本发明实施提供的接地检测电路，加载在每个辅助变流器的三相电流输出线路上，用于对辅助变流器进行接地故障检测，具体如图2为本发明实施例提供的并联辅助变流器的接地检测电路结构示意图所示。
这里，并联辅助变流器交流供电***中包括多个辅助变流器，但不是每次运行时***内的所有辅助变流器都会并网运行，通过第一总数n可以获得当前***内的辅助变流器在线总数，使得稍后的计算结果更实时、更精确。
S2，每个辅助变流器根据第一总数n与预设的***最大接地电流数据组IRe(max)，进行***最大接地检测电压计算处理，生成***最大接地检测电压数据组URm(max)；
其中，***最大接地电流数据组IRe(max)包括第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、第二相线最大接地电流模数据IReV(max)和第三相线最大接地电流模数据IReW(max)；IReU(max)、IReV(max)和IReW(max)均为实数；
***最大接地检测电压数据组URm(max)包括第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；URmU(max)、URmV(max)和URmW(max)均为实数；
此处，***最大接地电流数据组IRe(max)是动车组给出的识别是否出现接地故障的三相线电流模数据阈值，***最大接地电流数据组IRe(max)存储在每个辅助变流器本地；其中，第一相线最大接地电流模数据IReU(max)为第一相线电流模数据阈值，第二相线最大接地电流模数据IReV(max)为第二相线电流模数据阈值，第三相线最大接地电流模数据IReW(max)为第三相线电流模数据阈值。这里，因为都是模数据，所以IReU(max)、IReV(max)和IReW(max)都是实数。
辅助变流器使用接地检测电路、根据***最大接地电流数据组IRe(max)，计算出接地检测电路中接地检测电阻Rm两端的***最大接地检测电压数据组URm(max)：第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；这里，因为都是模数据，所以URmU(max)、URmV(max)和URmW(max)都是实数。
在进行对S2的详细步骤说明之前，下文先结合接地检测电路，对最大接地电压数据的计算过程做简要描述；
如图2所示，接地检测电路包括第一电阻电路和第一电容电路；
其中，第一电阻电路包括第一电阻Ru、第二电阻Rv、第三电阻Rw、接地检测电阻Rm和接地电压检测传感器TV；Ru连接在U线与第一电阻电路的第一中性点之间；Rv连接在V线与第一中性点之间；Rw连接在W线与第一中性点之间；Rm连接在第一中性点与地线之间；TV连接在第一中性点与地线之间；其中，Ru、Rv、Rw和Rm的阻值相等，均为r欧姆；r为实数；这里，r的值通常很大，一方面这样能让接地故障检测出现明显差异；另一方面，因为接地电流较小，辅助供电***在检测到接地故障时仍可以不停机维持正常运行，提高了供电***的供电可靠性；
第一电容电路包括第一电容Cu、第二电容Cv和第三电容Cw；Cu连接在U线与第一电容电路的第二中性点之间；Cv连接在V线与第二中性点之间；Cw连接在W线与第二中性点之间；第二中性点直接连接地线；其中，Cu、Cv和Cw的容值相等，均为c法拉；c为实数；
这里，接地故障是指辅助变流器的三相输出线路上出现了错误接地点位置，该错误接地点位置与地线之间的电气关系可用接地电阻关系来表示：第一相线接地电阻ReU、第二相线接地电阻ReV和第三相线接地电阻ReW，如图2所示；当三相输出线路上出现接地故障时，错误接地点位置的实时接地电流会增大；在进行接地故障检测时，如果疑似错误的接地点位置固定，又能方便地测量到该位置的实时接地电流，那么判断该处的实时接地电流模数据是否大于最大接地电流模数据，就能确定在该位置是否发生接地故障；但是，在实际动车组辅助变流器交流供电***中，错误接地点位置是随机的，且各位置的实时接地电流也很难测量，那么基于电流模数据进行接地故障判断的方法就很难实现；为解决这个问题，本发明实施例使用接地检测电路来检测，如果辅助变流器交流供电***中出现接地故障，该接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压会增大，那么只需实时监测接地检测电阻Rm的电压是否超过上限就可以确定是否发生接地故障；这里，我们把接地检测电阻Rm的电压当做接地检测电压；
从式(1)到式(6)，是对接地检测电压的简单推导过程；
由图2可知，第一电容电路的电压关系如下：
Figure BDA0002685211300000101
其中，
Figure BDA0002685211300000102
和
Figure BDA0002685211300000103
分别为第一相线相电压向量、第二相线相电压向量和第三相线相电压向量，
Figure BDA0002685211300000104
和
Figure BDA0002685211300000105
分别为第一电容电压向量、第二电容电压向量和第三电容电压向量，UGN为地线电位向量；这里，
Figure BDA0002685211300000106
Figure BDA0002685211300000107
和
Figure BDA0002685211300000108
都是向量，所以都是复数；
第一电阻电路的电压关系如下：
Figure BDA0002685211300000109
其中，
Figure BDA00026852113000001010
和
Figure BDA00026852113000001011
分别为第一电阻电压向量、第二电阻电压向量、第三电阻电压向量和接地检测电阻电压向量；这里，
Figure BDA00026852113000001012
和
Figure BDA00026852113000001013
都是向量，所以都是复数；
另外，与三相接地电流相关的、由第一相线接地电阻ReU、第二相线接地电阻ReV和第三相线接地电阻ReW组成的接地电阻网络的电压关系如下：
Figure BDA00026852113000001014
其中，
Figure BDA00026852113000001015
和
Figure BDA00026852113000001016
分别为第一相线接地电阻电压向量、第二相线接地电阻电压向量和第三相线接地电阻电压向量；这里，
Figure BDA0002685211300000111
和
Figure BDA0002685211300000112
都是向量，所以都是复数；
结合第一电容电路、第一电阻电路与接地电阻网络，进行电流关系分析，图2中第一中性点的电流关系如下：
Figure BDA0002685211300000113
其中，rRu、rRv、rRw和rRm分别为第一电阻Ru的阻值、第二电阻Rv的阻值、第三电阻Rw的阻值和接地检测电阻Rm的阻值；这里，上述四个电阻的阻值相等，均为r欧姆；
图2中第二中性点的电流关系如下：
Figure BDA0002685211300000114
其中，第一总数n为在线并联的辅助变流器的数量；s为拉普拉斯算子；cCu、cCv和cCw分别为第一电容Cu的电容值、第二电容Cv的电容值和第三电容Cw的电容值，上述三个电容的容值相等，均为c法拉；ReU为第一相线接地电阻ReU对应的第一相线接地电阻数据(电阻阻值)，ReV为第二相线接地电阻ReV对应的第二相线接地电阻数据(电阻阻值)，ReW为第三相线接地电阻ReW对应的第三相线接地电阻数据(电阻阻值)；
将上述(1)、(2)、(3)和(4)式带入(5)式，将cCu、cCv和cCw用c替换，将rRu、rRv、rRw和rRm用r替换，我们可以得到接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压式：
Figure BDA0002685211300000121
其中，s＝jω，ω＝2πf，f为三相交流电频率；
Figure BDA0002685211300000122
为第一相线接地检测电压向量，该向量等式使用第一相线相电压向量
Figure BDA0002685211300000123
与第一相线接地电阻数据ReU来表征接地检测电阻Rm的电压；
Figure BDA0002685211300000124
为第二相线接地检测电压向量，该向量等式使用第二相线相电压向量
Figure BDA0002685211300000125
与第二相线接地电阻数据ReV来表征接地检测电阻Rm的电压；
Figure BDA0002685211300000126
为第三相线接地检测电压向量，该向量等式使用第三相线相电压向量
Figure BDA0002685211300000127
与第三相线接地电阻数据ReW来表征接地检测电阻Rm的电压；
还可以得到第一相线接地电阻ReU、第二相线接地电阻ReV和第三相线接地电阻ReW的电流表达式：
Figure BDA0002685211300000128
其中，
Figure BDA0002685211300000129
和
Figure BDA00026852113000001210
分别为第一相线接地电阻ReU、第二相线接地电阻ReV和第三相线接地电阻ReW的接地电流向量；
进一步的，对式(6)等式两边分别做模运算，得到：
Figure BDA0002685211300000131
其中，||为复数模计算符号；
再进一步的，对式(7)等式两边分别做模运算，得到：
Figure BDA0002685211300000132
当已知第一相线接地电阻的接地电流模数据
Figure BDA0002685211300000133
第二相线接地电阻的接地电流模数据
Figure BDA0002685211300000134
第三相线接地电阻的接地电流模数据
Figure BDA0002685211300000135
和第一相线相电压向量
Figure BDA0002685211300000136
(用于计算
Figure BDA0002685211300000137
)、第二相线相电压向量
Figure BDA0002685211300000138
(用于计算
Figure BDA0002685211300000139
)、第三相线相电压向量
Figure BDA00026852113000001310
(用于计算
Figure BDA00026852113000001311
)时，由式(9)反推，可以得到第一相线接地电阻数据ReU、第二相线接地电阻数据ReV和第三相线接地电阻数据ReW；
再将第一相线接地电阻数据ReU、第二相线接地电阻数据ReV和第三相线接地电阻数据ReW带入式(8)，就可以得到第一相线接地检测电压向量的模数据
Figure BDA00026852113000001313
第二相线接地检测电压向量的模数据
Figure BDA00026852113000001312
和第三相线接地检测电压向量的模数据
Figure BDA00026852113000001314
这里，步骤S2的执行步骤，就是在获得***最大接地电流数据组IRe(max)的第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、第二相线最大接地电流模数据IReV(max)和第三相线最大接地电流模数据IReW(max)之后，将IReU(max)、IReV(max)和IReW(max)分别带入等式(d)、(e)和(f)中作为对应的
Figure BDA0002685211300000145
和
Figure BDA0002685211300000146
再由式(d)、(e)和(f)进行反推，得出对应的第一相线最小接地电阻数据ReU(min)、第二相线最小接地电阻数据ReV(min)和第三相线最小接地电阻数据ReW(min)；再将ReU(min)、ReV(min)和ReW(min)分别带入等式(a)、(b)和(c)中作为对应的ReU、ReV和ReW；再由式(a)、(b)和(c)进行计算，最终将得到的
Figure BDA0002685211300000147
作为第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、将得到的
Figure BDA0002685211300000148
作为第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)、并将得到的
Figure BDA0002685211300000149
作为第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；
具体包括：S21，每个辅助变流器获取U线相电压数据UU、V线相电压数据UV和W线相电压数据UW；
其中，UU、UV和UW均为复数；
这里，UU、UV和UW是辅助变流器正常输出时的相电压(即为前文中的
Figure BDA00026852113000001410
Figure BDA00026852113000001411
和
Figure BDA00026852113000001412
)，相电压都带有相位，所以三个数据为复数形式；
S22，每个辅助变流器根据第一总数n、IReU(max)、UU和第一公式
Figure BDA0002685211300000141
Figure BDA0002685211300000142
进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一相线最小接地电阻数据ReU(min)；
其中，|UU|为对UU进行模计算处理；
此处，第一公式对应上文式(9)中的式(d)，据此可以推算出对应的第一相线最小接地电阻数据ReU(min)；
S23，每个辅助变流器根据第一总数n、IReV(max)、UV和第二公式
Figure BDA0002685211300000143
Figure BDA0002685211300000144
进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二相线最小接地电阻数据ReV(min)；
其中，|UV|为对UV进行模计算处理；
此处，第二公式对应上文式(e)，据此可以推算出对应的第二相线最小接地电阻数据ReV(min)；
S24，每个辅助变流器根据第一总数n、IReW(max)、UW和第三公式
Figure BDA0002685211300000151
Figure BDA0002685211300000152
进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三相线最小接地电阻数据ReW(min)；
其中，|UW|为对UW进行模计算处理；
此处，第三公式对应上文式(f)，据此可以推算出对应的第三相线最小接地电阻数据ReW(min)；
S25，每个辅助变流器根据第一总数n、ReU(min)、UU和第四公式
Figure BDA0002685211300000153
Figure BDA0002685211300000154
进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)；
此处，第四公式对应上文式(8)中的式(a)，据此可以推算出对应的第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)；
S26，每个辅助变流器根据第一总数n、ReV(min)、UV和第五公式
Figure BDA0002685211300000155
Figure BDA0002685211300000156
进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)；
此处，第四公式对应上文式(b)，据此可以推算出对应的第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)；
S27，每个辅助变流器根据第一总数n、ReW(min)、UW和第六公式
Figure BDA0002685211300000157
Figure BDA0002685211300000158
进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；
此处，第四公式对应上文式(c)，据此可以推算出对应的第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；
S28，将第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，组成***最大接地检测电压数据组URm(max)。
S3，利用与第一辅助变流器连接的第一接地检测电路，对第一接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压数据进行实时采集处理，生成第一电压数据URm；
其中，第一电压数据URm为实数；
具体包括：第一辅助变流器利用第一接地检测电路的接地电压检测传感器TV，实时采集接地检测电阻Rm的电压数据，生成第一电压数据URm。
此处，接地电压检测传感器TV仅用于采集Rm两端的电位差，常见的传感器都会输出一个具体的实数数值作为采集结果。
S4，第一辅助变流器根据第一电压数据URm和***最大接地检测电压数据组URm(max)，进行母线接地故障检测处理，生成第一检测数据；
具体包括：第一辅助变流器判断第一电压数据URm是否同时小于第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，当URm同时小于第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)时，将交流母线接地正常信息作为第一检测数据；当URm大于第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)中的任一值时，将交流母线接地故障信息作为第一检测数据。
这里，由前文可知，URm与URm(max)中的URmU(max)、URmV(max)和URmW(max)，都是实数，可以通过直接的数值比对进行判断；URm同时小于URmU(max)、URmV(max)和URmW(max)时，意味着并联辅助变流器交流供电***的***接地电压小于最大值，对应的***接地电流也小于最大值，并联辅助变流器交流供电***工作正常，第一检测数据被设置为交流母线接地正常信息；反之，URm大于URmU(max)、URmV(max)和URmW(max)其中的任一个，都说明并联辅助变流器交流供电***中，一定有交流母线或设备出现了接地故障。这里，先将第一检测数据设置为交流母线接地故障信息。
S5，当第一检测数据为交流母线接地故障信息时，第一辅助变流器上报第一检测数据，并在下一次重启时，对第一辅助变流器进行内部接地故障检测处理，生成第二检测数据；
这里，当第一检测数据为交流母线接地故障信息时，实时上报第一检测数据(***检测结果)，实现了对***接地故障检测的实时性；然后，并联辅助变流器交流供电***的所有辅助变流器都会在下次重启时自检并上报第二检测数据(自检结果)，为***提供了对具体接地故障设备精准定位的功能；
具体包括：S51，当第一检测数据为交流母线接地故障信息时，第一辅助变流器将第一检测数据向控制网络进行发送；
S52，第一辅助变流器在进行下一次重启时，设置第一总数n为1；
这里，当第一辅助变流器进行自检的时候，与检测多个并联辅助变流器时的处理方法一样，这里的内部接地故障检测处理，是S4中母线接地故障检测处理在第一总数n＝1时的处理步骤；
S53，第一辅助变流器根据设置为1的第一总数n、第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、U线相电压数据UU和第一公式，进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一电阻数据Re'U(min)；根据设置为1的第一总数n、第二相线最大接地电流模数据IReV(max)、V线相电压数据UV和第二公式，进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二电阻数据Re'V(min)；根据设置为1的第一总数n、第三相线最大接地电流模数据IReW(max)、W线相电压数据UW和第三公式，进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三电阻数据Re'W(min)；
这里，与S22-S24近似，使用第一、二、三公式计算第一电阻数据Re'U(min)、第二电阻数据Re'V(min)和第三电阻数据Re'W(min)，不做进一步赘述；
S54，第一辅助变流器根据设置为1的第一总数n、第一电阻数据Re'U(min)、U线相电压数据UU和第四公式，进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成第一电压模数据U'RmU(max)；根据设置为1的第一总数n、第二电阻数据Re'V(min)、V线相电压数据UV和第五公式，进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成第二电压模数据U'RmV(max)；根据设置为1的第一总数n、第三电阻数据Re'W(min)、W线相电压数据UW和第六公式，进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成第三电压模数据U'RmW(max)；
这里，与S25-S27近似，使用第四、五、六公式计算第一电压模数据U'RmU(max)、第二电压模数据U'RmV(max)和第三电压模数据U'RmW(max)，不做进一步赘述；
其值为：
Figure BDA0002685211300000181
Figure BDA0002685211300000182
Figure BDA0002685211300000183
S55，第一辅助变流器判断第一电压数据URm是否同时小于第一电压模数据U'RmU(max)、第二电压模数据U'RmV(max)和第三电压模数据U'RmW(max)，当第一电压数据URm同时小于第一电压模数据U'RmU(max)、第二电压模数据U'RmV(max)和第三电压模数据U'RmW(max)时，将内部接地正常信息作为第二检测数据；当第一电压数据URm大于第一电压模数据U'RmU(max)、第二电压模数据U'RmV(max)和第三电压模数据U'RmW(max)中的任一值时，将内部接地故障信息作为第二检测数据。
这里，与S4近似，URm同时小于U'RmU(max)、U'RmV(max)和U'RmW(max)，意味着辅助变流器的接地检测电压小于最大值，辅助变流器工作正常，第二检测数据被设置为内部接地正常信息；反之，URm大于U'RmU(max)、U'RmV(max)和U'RmW(max)其中的任一个，说明辅助变流器出现了内部接地故障，第二检测数据被设置为内部接地故障信息。
S6，当第二检测数据为内部接地故障信息时，第一辅助变流器上报第二检测数据，并进行自锁闭处理；
具体包括：当第二检测数据为内部接地故障信息时，第一辅助变流器将第二检测数据向控制网络进行发送，并进行封锁脉冲处理和断开输入输出接触器处理。
这里，控制网络接收到具体为内部接地故障信息的第二检测数据之后，可以精确定位出现接地故障的设备；之后，可以通过下发操作指令的方式将出现故障的第一辅助变流器隔离出供电***；另外，第一辅助变流器在本地也可以主动对自己进行隔离(封锁脉冲、断开输入输出接触器等等)。
本发明实施例提供的一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，至少具有如下技术效果或优点：1、可用于多台辅助变流器并联的交流供电***，并可根据辅助变流器的在线个数，自动匹配适应接地故障判断；2、能够准确自动定位接地故障位置，区分辅助变流器自身接地故障和母线接地故障；3、能够及时隔离封锁故障辅助变流器，保证了交流供电***的供电安全，减轻了对负载设备造成的影响。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，每个辅助变流器从动车组的控制网络，获取在线并联的辅助变流器的数量，生成第一总数n；
S2，所述每个辅助变流器根据所述第一总数n与预设的***最大接地电流数据组IRe(max)，进行***最大接地检测电压计算处理，生成***最大接地检测电压数据组URm(max)；
S3，利用与第一辅助变流器连接的第一接地检测电路，对所述第一接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压数据进行实时采集处理，生成第一电压数据URm；
S4，所述第一辅助变流器根据所述第一电压数据URm和所述***最大接地检测电压数据组URm(max)，进行母线接地故障检测处理，生成第一检测数据；
S5，当所述第一检测数据为交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第一检测数据，并在下一次重启时，对所述第一辅助变流器进行内部接地故障检测处理，生成第二检测数据；
S6，当所述第二检测数据为内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第二检测数据，并进行自锁闭处理；
其中，所述辅助变流器的三相交流电输出线包括第一相线U线，第二相线V线和第三相线W线；
所述***最大接地电流数据组I Re(max)包括第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、第二相线最大接地电流模数据IReV(max)和第三相线最大接地电流模数据IReW(max)；所述IReU(max)、所述IReV(max)和所述IReW(max)均为实数；
所述***最大接地检测电压数据组URm(max)包括第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；所述URmU(max)、所述URmV(max)和所述URmW(max)均为实数；
所述第一电压数据URm为实数。
2.根据权利要求1所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，
所述第一接地检测电路包括第一电阻电路和第一电容电路；
所述第一电阻电路包括第一电阻Ru、第二电阻Rv、第三电阻Rw、所述接地检测电阻Rm和接地电压检测传感器TV；所述Ru连接在所述U线与所述第一电阻电路的第一中性点之间；所述Rv连接在所述V线与所述第一中性点之间；所述Rw连接在所述W线与所述第一中性点之间；所述Rm连接在所述第一中性点与地线之间；所述TV连接在所述第一中性点与所述地线之间；其中，所述Ru、所述Rv、所述Rw和所述Rm的阻值相等，均为r欧姆；所述r为实数；
所述第一电容电路包括第一电容Cu、第二电容Cv和第三电容Cw；所述Cu连接在所述U线与所述第一电容电路的第二中性点之间；所述Cv连接在所述V线与所述第二中性点之间；所述Cw连接在所述W线与所述第二中性点之间；所述第二中性点直接连接所述地线；其中，所述Cu、所述Cv和所述Cw的容值相等，均为c法拉；所述c为实数。
3.根据权利要求2所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，所述每个辅助变流器根据所述第一总数n与预设的***最大接地电流数据组IRe(max)，进行***最大接地检测电压计算处理，生成***最大接地检测电压数据组URm(max)，具体包括：
所述每个辅助变流器获取U线相电压数据UU、V线相电压数据UV和W线相电压数据UW；所述UU、UV和UW均为复数；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReU(max)、所述UU和第一公式
Figure FDA0004057124580000021
进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一相线最小接地电阻数据ReU(min)；其中，所述|UU|为对所述UU进行模计算处理；ω＝2πf；所述f为三相交流电频率；所述||为复数模计算符号；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReV(max)、所述UV和第二公式
Figure FDA0004057124580000031
进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二相线最小接地电阻数据ReV(min)；其中，所述|UV|为对所述UV进行模计算处理；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述IReW(max)、所述UW和第三公式
Figure FDA0004057124580000032
进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三相线最小接地电阻数据ReW(min)；其中，所述|UW|为对所述UW进行模计算处理；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReU(min)、所述UU和第四公式
Figure FDA0004057124580000033
进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReV(min)、所述UV和第五公式
Figure FDA0004057124580000034
进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)；
所述每个辅助变流器根据所述第一总数n、所述ReW(min)、所述UW和第六公式
Figure FDA0004057124580000035
进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)；
将所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，组成所述***最大接地检测电压数据组URm(max)。
4.根据权利要求2所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，利用与第一辅助变流器连接的第一接地检测电路，对所述第一接地检测电路的接地检测电阻Rm的电压数据进行实时采集处理，生成第一电压数据URm，具体包括：
所述第一辅助变流器利用所述第一接地检测电路的所述接地电压检测传感器TV，实时采集所述接地检测电阻Rm的电压数据，生成所述第一电压数据URm。
5.根据权利要求1所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，所述第一辅助变流器根据所述第一电压数据URm和所述***最大接地检测电压数据组URm(max)，进行母线接地故障检测处理，生成第一检测数据，具体包括：
所述第一辅助变流器判断所述第一电压数据URm是否同时小于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)，当所述URm同时小于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)时，将交流母线接地正常信息作为所述第一检测数据；当所述URm大于所述第一相线最大接地检测电压模数据URmU(max)、所述第二相线最大接地检测电压模数据URmV(max)和所述第三相线最大接地检测电压模数据URmW(max)中的任一值时，将所述交流母线接地故障信息作为所述第一检测数据。
6.根据权利要求3所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，所述当所述第一检测数据为交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第一检测数据，并在下一次重启时，对所述第一辅助变流器进行内部接地故障检测处理，生成第二检测数据，具体包括：
当所述第一检测数据为所述交流母线接地故障信息时，所述第一辅助变流器将所述第一检测数据向所述控制网络进行发送；
所述第一辅助变流器在进行下一次重启时，设置所述第一总数n为1；
所述第一辅助变流器根据设置为1的所述第一总数n、所述第一相线最大接地电流模数据IReU(max)、所述U线相电压数据UU和所述第一公式，进行第一相线最小接地电阻计算处理，生成第一电阻数据Re'U(min)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第二相线最大接地电流模数据IReV(max)、所述V线相电压数据UV和所述第二公式，进行第二相线最小接地电阻计算处理，生成第二电阻数据Re'V(min)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第三相线最大接地电流模数据IReW(max)、所述W线相电压数据UW和所述第三公式，进行第三相线最小接地电阻计算处理，生成第三电阻数据Re'W(min)；
所述第一辅助变流器根据设置为1的所述第一总数n、所述第一电阻数据Re'U(min)、所述U线相电压数据UU和所述第四公式，进行第一相线最大接地检测电压计算处理，生成第一电压模数据U'RmU(max)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第二电阻数据Re'V(min)、所述V线相电压数据UV和所述第五公式，进行第二相线最大接地检测电压计算处理，生成第二电压模数据U'RmV(max)；根据设置为1的所述第一总数n、所述第三电阻数据Re'W(min)、所述W线相电压数据UW和所述第六公式，进行第三相线最大接地检测电压计算处理，生成第三电压模数据U'RmW(max)；
所述第一辅助变流器判断所述第一电压数据URm是否同时小于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)，当所述第一电压数据URm同时小于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)时，将内部接地正常信息作为所述第二检测数据；当所述第一电压数据URm大于所述第一电压模数据U'RmU(max)、所述第二电压模数据U'RmV(max)和所述第三电压模数据U'RmW(max)中的任一值时，将所述内部接地故障信息作为所述第二检测数据。
7.根据权利要求1所述的动车组并联辅助变流器交流接地故障检测方法，其特征在于，所述当所述第二检测数据为内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器上报所述第二检测数据，并进行自锁闭处理，具体包括：
当所述第二检测数据为所述内部接地故障信息时，所述第一辅助变流器将所述第二检测数据向所述控制网络进行发送，并进行封锁脉冲处理和断开输入输出接触器处理。
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