[发明专利]一种机车牵引变流器网压中断检测及控制方法

说明书

本发明涉及电气化铁路的牵引供电系统网压中断检测，具体为一种机车牵引变流器网压中断检测及控制方法。本发明针对现有机车牵引变流器网压中断检测控制方法存在的问题和缺陷，提供一种机车牵引变流器网压中断检测控制方法，该方法通过软件实现，采用一种网压幅值采样、锁相环相位差值及电流计算综合检测控制方法，更准确快速检测到接触网的电压中断，并使变流器作出正确的控制响应，不会造成机车高压系统、牵引系统、辅助系统（含列车供电柜）等故障发生，网压恢复后所有系统能重新平稳投入工作，降低了因铁路恶劣供电条件造成的安全隐患。

技术领域

本发明涉及电气化铁路的牵引供电系统网压中断检测，具体为一种机车牵引变流器网压中断检测及控制方法。

背景技术

对于电气化铁路的牵引供电系统，列车主要是通过顶部的受电弓与接触网的滑动接触来取电。接触网不仅是列车牵引供电系统的重要组成部分，同时也是一种较为薄弱的供电装置，受电弓与接触网的接触状态将直接影响列车的取电量，进而影响列车的运行状态。

列车正常运行过程中，不可避免会出现受电弓与接触网脱离接触的情况，就会造成供电电压中断，影响列车安全稳定运行。因此，网侧变流器必须快速准确的检测到网压中断并作出相应的保护动作，才能保障列车安全稳定运行。

现有一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法和装置，该方法通过检测预设网压中断判断时间内是否检测到有效网压值来检测网压中断。这种方法由于对硬件的采样率要求较高，导致硬件成本过高，因为采样率较低或者采样不准则会影响动态响应，导致保护不及时。

还有一种带锁相环的动车组牵引传动系统及网压中断判别方法，该方法在列车牵引传动系统中设置锁相环，计算相角与实际相角的差值来判别网压中断。这种方法仅仅采用网压相位作为判断件，所用锁相环为了较好的控制，滤掉二倍频分量，加入低通滤波器，会影响锁相环的精度引起相位延迟，存在判断不准确误报网压中断的情况，不能保证列车安全稳定运行。

发明内容

本发明针对现有机车牵引变流器网压中断检测控制方法存在的问题和缺陷，提供一种机车牵引变流器网压中断检测控制方法，该方法通过软件实现，采用一种网压幅值采样、锁相环相位差值及电流计算综合检测控制方法，更准确快速检测到接触网的电压中断，并使变流器作出正确的控制响应，不会造成机车高压系统、牵引系统、辅助系统(含列车供电柜)等故障发生，网压恢复后所有系统能重新平稳投入工作，降低了因铁路恶劣供电条件造成的安全隐患。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种机车牵引变流器网压中断检测及控制方法，牵引变流器采用两个控制环，电压外环和电流内环，具体包括如下步骤：

(1)采用三个条件作为网压中断的判断条件：

a、采集电网电压U_s，经过计算得到网压基波电压的幅值U_p；

b、计算每一拍网压相位角θ，并计算出当前相位角与前一拍相位角的差值△θ；

c、电网电压的相位θ与电压外环的输出量相乘后得到与电网电流相位相同的交流量i^*，作为电流内环的指令电流，采集牵引变流器的输入电流i作为电流内环的反馈值，由指令电流和反馈值计算每一拍的电流差值△i；

(2)网压中断的判断：当整流器启动后，进行以下判定：

a、连续N₁次检测到网压基波电压的幅值U_p小于某个设定值X₁；

b、连续N₂次检测到前相位角与前一拍相位角的差值△θ大于等于某个设定值X₂；

c、连续N₃次检测到电流指令值与电流反馈值的差值△i大于等于某个设定值X₃；