[發(fā)明專利]基于模型的三相變流器功率管開路故障診斷方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112798982B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 何怡剛;隋春松;張慧;杜博倫;曾昭瑢;陳銘蕓
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R31/56
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張宇

1.一種基于模型的三相變流器功率管開路故障診斷方法，其特征在于，包括：

(1)從變流器控制系統(tǒng)中獲取用于診斷的相關信號，其中，所述相關信號包括：變流器交流側三相電流采樣信號i_X[k]，交流側三相電壓采樣信號e_X[k]，直流側電壓采樣信號U_dc[k]，以及控制系統(tǒng)輸出的驅動信號s₁[k]-s₆[k]，下標X＝A,B或C，代表所在的相序，k代表采樣時刻；

(2)根據變流器模型，通過交流側三相電壓采樣信號e_X[k]，直流側電壓采樣信號U_dc[k]，以及控制系統(tǒng)輸出的驅動信號s₁[k]-s₆[k]計算每一個開關周期T_s內三相電流的估計變化值△i_EX[k]；

(3)根據每個開關周期T_s內三相電流采樣值的變化值△i_X[k]與計算的三相電流估計變化值△i_EX[k]，計算每個開關周期內三相電流殘差δi_X[k]；

(4)根據每個開關周期內三相電流殘差δi_X[k]計算三相電流殘差在該開關周期前一個基本周期T₀內的累加值δi_TX[k]；

(5)根據一個基本周期T₀內三相電流殘差的累加值δi_TX[k]與閾值Th的比較，判定發(fā)生開路故障的功率管；

其中，所述步驟(2)中的變流器模型是指通過基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律結合變流器的拓撲所推導的數學模型；

其中，所述步驟(2)中開關周期T_s是開關頻率f_s的倒數，每個開關周期T_s內三相電流的估計變化值△i_EX[k]根據變流器模型通過包括狀態(tài)觀測器和混合邏輯動態(tài)模型實現，將一個開關周期內的電流變化視為分段函數，表示每一段的斜率，t_n表示每一段對應的時間；

其中，所述步驟(3)中，由△i_X[k]＝i_X[k]-i_X[k-1]計算每個開關周期T_s內三相電流采樣值的變化值△i_X[k]，其表示每一個開關周期開始與結束時對應的三相電流采樣值i_X[k]的差值；

其中，所述步驟(4)中基本周期T₀是指三相電壓頻率f₀的倒數，由δi_TX[k]＝δi_X[k-T₀/T_s+1]+δi_X[k-T₀/T_s+2]+…+δi_X[k-1]+δi_X[k]計算三相電流殘差基本周期T₀內累加值δi_TX[k]，其表示當前時刻前一個基本周期T₀內所有的開關周期內三相電流殘差δi_X[k]的和。

2.根據權利要求1所述的功率管開路故障診斷方法，其特征在于：所述步驟(5)中閾值Th是指為了防止誤診斷而設置的門檻值，在三相電流殘差基本周期T₀內累加值δi_TX[k]超過閾值Th后，判定發(fā)生功率管開路故障。

3.根據權利要求2所述的功率管開路故障診斷方法，其特征在于，所述步驟(5)中，對于不同的功率管故障，三相電流殘差基本周期T₀內累加值δi_TX[k]是不同的，進而能夠通過δi_TX[k]定位故障的功率管。

4.根據權利要求3所述的功率管開路故障診斷方法，其特征在于，所述步驟(5)中，在三相電流殘差基本周期T₀內累加值δi_TX[k]中的最大值大于所設定的閾值Th時，才判定發(fā)生故障。