阅读说明：本技术 一种牵引变流器的牵引系统及其接地处理方法 () 是由 刘婷 李岩 金春羽 夏楠 沈宇琨 于 2019-07-30 设计创作，主要内容包括：一种牵引变流器的牵引系统,包括与牵引变压器连接的牵引四象限功率模块、电阻R<Sub>1</Sub>组件、电阻R<Sub>2</Sub>组件、电压传感器TV<Sub>1</Sub>、接地点PGND、中间回路设备、逆变器组件以及负载；牵引四象限功率模块与逆变器组件连接形成第一回路；牵引四象限功率模块与中间回路设备连接形成第二回路；牵引四象限功率模块经电阻R<Sub>1</Sub>组件和电阻R<Sub>2</Sub>组件串联分压形成第三回路；电压传感器TV<Sub>1</Sub>并联在电阻R<Sub>2</Sub>两端,电阻R<Sub>1</Sub>组件和电阻R<Sub>2</Sub>组件与接地点PGND之间设置接触器KC<Sub>1</Sub>,通过电阻分压检测判断接地故障,响应速度快,准确率高,有利于设备的保护,当牵引系统发生接地时,牵引系统不用隔离相关的子设备,可以维持运行,提高车辆的容错率,降低车辆延误和机破的概率,提高车辆的运用水平。()

一种牵引变流器的牵引系统及其接地处理方法

技术领域

本发明属于轨道交通牵引技术领域，尤其涉及一种牵引变流器的牵引系统及其接地处理方法。

背景技术

在我国的铁路系统中大部分采用的是单相25KV、50Hz供电机制，通过接触网向机车供电，经钢轨回流，由于25KV电压过高，并且只有单相无法用于电机控制，所以在机车上会有一个整流装置，由于该整流装置是单相的并且能够进行能量回馈，因此，该装置简称单相四象限整流器。

单相25KV、50Hz高压电经过变压器再经过单相四象限整流器的控制会得到一个稳定的直流电压，牵引逆变器或辅助逆变器再将这个稳定的中间电压逆变成各自需要的交流电压和频率，从而控制相应的电机或者三相设备。

如图1所示，牵引变压输出牵引四象限将变压器次边交流电压转化为稳定的直流电压，稳定的直流电压经逆变器控制牵引电机或者通过辅助逆变器将稳定的直流电压转化为电压幅值和频率可控的三相交流电供给三相负载。

图1中，牵引四象限是一组四象限或者是两组四象限并联。

图1中，逆变器是一组牵引逆变器或者两组逆变器并联或者三组逆变器并联外加一组辅助逆变器同时并联到中间回路。

图1中，中间回路接地的电阻R₁、R₂仅为示意，R₁、R₂或者是多个电阻串联并且存在一个固定的接地点图中PGND点。

当牵引系统发生接地时，接地点通过机壳与图1中的PNGD点构成回路，此时牵引系统检测到接地故障，会将接地的牵引四象限、牵引逆变器、辅助逆变器隔离。

当牵引系统发生接地故障时会导致牵引四象限或者牵引逆变器或者辅助逆变器被隔离，从而导致牵引变流器的部分功能损失，影响整个机车或者动车组功能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种牵引变流器的牵引系统及其接地处理方法，解决了现有牵引系统发生接地故障时会导致牵引四象限或者牵引逆变器或者辅助逆变器被隔离，从而导致牵引变流器的部分功能损失，影响整个机车或者动车组功能的运用效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种牵引变流器的牵引系统，包括与牵引变压器连接的牵引四象限功率模块、电阻R₁组件、电阻R₂组件、电压传感器TV₁、接地点PGND、中间回路设备、逆变器组件以及负载；

所述牵引四象限功率模块与逆变器组件连接形成第一回路；

所述牵引四象限功率模块与中间回路设备连接形成第二回路；

所述牵引四象限功率模块经电阻R₁组件和电阻R₂组件串联分压形成第三回路；

所述电压传感器TV₁并联在电阻R₂两端，所述电阻R₁组件和电阻R₂组件与接地点PGND之间设置接触器KC₁。

进一步：所述接触器KC1为交流接触器。

进一步：一种牵引变流器的接地处理方法，所述该接地处理方法具体包括以下步骤：

在接地点PGND点与电阻R1组件和电阻R2组件之间连接一个接触器KC1；

电压传感器TV1检测到接地电阻R2组件两端电压异常，超过该电阻R2组件电压波动的阈值时，判断系统发生接地故障；否则，该牵引系统正常运行；

确定该牵引系统发生接地故障后，该牵引系统将断开接触器KC1，以使得牵引系统实际的接地点与接地点PGND之间的回路处于断开状态，此时该牵引系统发生了接地但无法构成回路，没有构成回路则该牵引系统中的牵引四象限功率模块或者逆变器组件不会隔离。

进一步：当该牵引系统正常运行时，该接触器KC1处于闭合状态，保证牵引系统有一个接地点接地故障检测。

进一步：当该牵引系统发生接地故障时，故障位置与该接地点PGND通过柜体或车体导通形成故障回路，该故障回路阻抗低于接地电阻R1组件和电阻R2组件的阻抗，导致接地电阻R1被短路，接地电阻R2将承受全部的母线电压。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1.通过电阻分压检测判断接地故障，响应速度快，准确率高，有利于设备的保护；

2.当牵引系统发生接地时，牵引系统不用隔离相关的子设备，可以维持运行，提高车辆的容错率，降低车辆延误或机破的概率，提高车辆的运用水平；

3.通过接触器KC₁可自动控制接地回路投切，无需人工操作开关断开接地回路，有利于保障操作人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明的现有技术牵引系统接地检测示意图；

图2为本发明的牵引系统接地处理示意图；

图3为本发明的牵引系统接地故障示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2，一种牵引变流器的牵引系统，包括与牵引变压器连接的牵引四象限功率模块、电阻R₁组件、电阻R₂组件、电压传感器TV₁、接地点PGND、中间回路设备、逆变器组件以及负载。

牵引四象限功率模块与逆变器组件连接形成第一回路。

牵引四象限功率模块与中间回路设备连接形成第二回路。

牵引四象限功率模块经电阻R₁组件和电阻R₂组件串联分压形成第三回路。

电压传感器TV₁并联在电阻R₂两端，其特征在于，所述电阻R₁组件和电阻R₂组件与接地点PGND之间设置接触器KC₁。

接触器KC₁为交流接触器，

参见图3，一种牵引变流器的接地处理方法，在接地点PGND点与电阻R₁组件和电阻R₂组件之间连接一个接触器KC₁。

当该牵引系统正常运行时，该接触器KC₁处于闭合状态，保证牵引系统有一个接地点接地故障检测。

当该牵引系统发生接地故障时，故障位置与该接地点PGND通过柜体或车体导通形成故障回路，该故障回路阻抗低于接地电阻R₁组件和电阻R₂组件的阻抗，导致接地电阻R₁被短路，接地电阻R₂将承受全部的母线电压。

此时，电压传感器TV₁检测到接地电阻R₂组件两端电压异常，超过该电阻R₂组件电压波动的阈值时，判断系统发生接地故障。

确定该牵引系统发生接地故障后，该牵引系统将断开接触器KC₁，以使得牵引系统实际的接地点与接地点PGND之间的回路处于断开状态，此时该牵引系统发生了接地但无法构成回路，没有构成回路则该牵引系统中的牵引四象限功率模块或者逆变器组件不会隔离。

通过本实施例中通过电阻分压检测判断接地故障，响应速度快，准确率高，有利于设备的保护。

当牵引系统发生接地时，牵引系统不用隔离相关的子设备，可以维持运行，提高车辆的容错率，降低车辆延误和机破的概率，提高车辆的运用水平。

通过接触器可自动控制接地回路投切，无需人工操作开关断开接地回路，有利于保障操作人员的人身安全。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等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操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或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”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的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他要素，或者是还包括为这种过程、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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。