[發明專利]一種高鐵再生制動能量回饋系統的保護方法

有效

• 申請號: 201911009733.0
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110649565B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 胡海濤;黃文龍;陳俊宇;耿安琪;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00;H02H3/00;H02H3/04;H02H3/06;H02J3/38;B60L7/10
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種高鐵再生制動能量回饋系統的保護方法，其特征在于，包括

步驟1：采集實時信號，包括：牽引變壓器T的饋電線出線口處單相交流電壓、電流；左側多繞組降壓變壓器T₁和右側多繞組降壓變壓器T₂的一次側端口單相交流電壓、電流，T₁和T₂的二次側端口單相交流電壓、電流，T₁和T₂的油面高度、溫度；左側多重化四象限變流器B₁的每一個單組四象限變流器B_1i的交流側端口單相交流電壓、電流，每一個B_1i的直流側直流電壓，每一個B_1i的IGBT元件端電壓；右側多重化四象限變流器B₂的每一個單組四象限變流器B_2i的交流側端口單相交流電壓、電流，每一個B_2i的直流側直流電壓，每一個B_2i的IGBT元件端電壓；B₁和B₂的直流側正極直流母線D₁和負極直流母線D₂之間直流電壓；三相逆變器N的輸出端三相交流電壓、電流；N的IGBT元件端電壓；并網升壓變壓器T₃的一次側端口和二次側端口三相交流電壓、電流，T₃的油面高度、溫度，T₃的并網點三相交流電壓；鐵路10kV電網G進線端三相交流電壓、電流；

步驟2：設定保護優先級為：1)T和G；2)T₁、T₂、N和T₃；3)B₁和B₂；

若不同設備同時產生故障，則按照優先級順序依次進行保護動作；

根據實時信號確定系統的運行狀態并進行越限判斷，按照保護邏輯輸出跳閘或警告信號；

步驟3：設定重合閘優先級為：1)T與T₁之間連接的開關柜K₁，T與T₂之間連接的開關柜K₂，G與T₃之間連接的開關柜K₇；2)T₁與B₁之間連接的開關柜K₃，T₂與B₂之間連接的開關柜K₄，D₁和D₂與N之間連接的開關柜K₅，N與T₃之間連接的開關柜K₆；3)B₁的每一個單組四象限變流器B_1i之間連接的開關柜，B₂的每一個單組四象限變流器B_2i之間連接的開關柜；

跳閘動作發生后，延時后進行一次重合閘，若合閘成功，則系統恢復正常運行；其中，B₁和B₂的投入方式為逐級投入；若合閘失敗，則判定為永久性故障，發出二次告警；

所述步驟2中，保護邏輯包括

牽引變壓器T：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₁和K₂的高壓斷路器斷開，同時聯跳K₇控制高壓斷路器斷開；牽引變壓器T的不可容錯運行故障狀態為饋電線出線口處單相交流電壓、電流越限；

左側多繞組降壓變壓器T₁和右側多繞組降壓變壓器T₂：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₁和K₂的高壓斷路器斷開，同時聯跳K₇控制高壓斷路器斷開；可容錯運行故障狀態下產生相應告警信號；左側多繞組降壓變壓器T₁和右側多繞組降壓變壓器T₂的不可容錯運行故障狀態為電壓、電流和油面溫度越限，可容錯運行故障狀態為油面高度越限；

左側多重化四象限變流器B₁和右側多重化四象限變流器B₂：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₃、K₄和K₅的低壓斷路器斷開，同時聯跳K₁、K₂和K₇控制高壓斷路器斷開；可容錯運行故障狀態下產生相應告警信號；左側多重化四象限變流器B₁和右側多重化四象限變流器B₂的不可容錯運行故障狀態為交流側電壓、電流越限，或直流側電壓、電流越限，或IGBT元件端電壓越限且變流器無法工作；左側多重化四象限變流器B₁和右側多重化四象限變流器B₂的可容錯運行故障狀態為IGBT元件端電壓越限且變流器可以工作；

三相逆變器N：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₅和K₆的低壓斷路器斷開，同時聯跳K₃、K₄和K₇控制高壓斷路器斷開，退出整個回饋裝置；可容錯運行故障狀態下產生相應告警信號；三相逆變器N的不可容錯運行故障狀態為交流側電壓、電流越限，或者IGBT元件端電壓越限且逆變器無法工作；三相逆變器N的可容錯運行故障狀態為IGBT元件端電壓越限且逆變器可以工作；

并網升壓變壓器T₃：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₇的高壓斷路器斷開，同時聯跳K₁和K₂控制高壓斷路器斷開；可容錯運行故障狀態下產生相應告警信號；并

網升壓變壓器T₃的不可容錯運行故障狀態為電壓、電流和油面溫度越限，可容錯運行故障狀態為油面高度越限；

鐵路10kV電網G：不可容錯運行故障狀態下產生跳閘信號，控制K₇的高壓斷路器斷開，同時聯跳K₁和K₂控制高壓斷路器斷開；鐵路10kV電網G的不可容錯運行故障狀態為進線端電壓、電流越限；三相逆變器N孤島運行狀態下產生跳閘信號，控制K₇的高壓斷路器斷開，同時聯跳K₁和K₂控制高壓斷路器斷開；三相逆變器N孤島運行狀態為并網升壓變壓器T₃并網點電壓突變且三相逆變器N輸出功率突變。