地鐵牽引供電PWM整流器智能維護(hù)技術(shù)

作者：時(shí)間：2012-08-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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圖3(a)中所示為既有的di／dt+△I保護(hù)對(duì)中近端非金屬性短路電流的切除過(guò)程。圖中t1時(shí)中近端短路，t2時(shí)裝置封鎖驅(qū)動(dòng)脈沖后，跳開(kāi)進(jìn)線柜，在此情況下，由于PWM整流器交流電抗器的存在，短路電流將受到抑制，有可能導(dǎo)致保護(hù)失效。由于di／dt+△I保護(hù)中對(duì)中近端短路保護(hù)主要依靠電流增量△I保護(hù)，受抑制的短路電流幅值將導(dǎo)致既有保護(hù)配置應(yīng)用于PWM整流器時(shí)無(wú)法可靠辨識(shí)短路電流。在di／dt+△I保護(hù)中，基于電流峰值引入Imax保護(hù)從而抑制直流進(jìn)線柜跳閘可以解決這個(gè)問(wèn)題，形成di／dt+Imax+△I保護(hù)，如圖3(b)所示。圖中t2處Imax保護(hù)抑制進(jìn)線跳閘，因而此后短路電流繼續(xù)增大，從而在t4處△I保護(hù)可靠動(dòng)作，經(jīng)由電流的辨識(shí)完成保護(hù)動(dòng)作。
顯然，經(jīng)由Imax保護(hù)的引入，通過(guò)抑制進(jìn)線柜的跳閘能夠消除PWM整流器交流側(cè)電感對(duì)其短路電流的抑制作用，增強(qiáng)了保護(hù)針對(duì)裝置直流側(cè)中近端非金屬性短路電流的魯棒性。

3 基于虛擬儀器的PWM整流器監(jiān)控技術(shù)
基于分層、多任務(wù)的配置構(gòu)架，課題組設(shè)計(jì)了PWM整流器的智能故障診斷及監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，總體功能分成了檢測(cè)、通訊管理、人機(jī)界面維護(hù)以及診斷等基本功能。在整個(gè)牽引變電所內(nèi)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，由功能級(jí)的劃分不難看出本系統(tǒng)主要涉及的均為間隔層功能。PWM整流器的控制系統(tǒng)配置了完善的檢測(cè)、調(diào)理、分析和診斷單元，并提供了對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的支持，為基于高速采集、實(shí)時(shí)傳輸和數(shù)據(jù)分析虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用提供了可能。此外，基于PWM整流器固有的故障特征，通過(guò)對(duì)其電壓和電流故障的辨識(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)故障元件定位，大大縮短故障后的系統(tǒng)停電維修時(shí)間。在監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)PWM整流器交直流側(cè)電壓和電流特征的采集及傳輸工作，上層監(jiān)控微機(jī)負(fù)責(zé)工業(yè)以太網(wǎng)的通訊管理、運(yùn)行人機(jī)交互界面以及執(zhí)行基本的診斷功能。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/176409.htm

課題組采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù)結(jié)合VC++語(yǔ)言編制了虛擬示波器軟件，具有數(shù)據(jù)波形實(shí)時(shí)顯示、故障波形的捕獲存儲(chǔ)等功能。圖4中給出了裝置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)由虛擬示波器記錄的典型故障波形。

4 結(jié)論
面向PWM整流器在地鐵牽引供電過(guò)程中存在的維護(hù)需求，文中圍繞其關(guān)鍵元器件的老化損傷預(yù)測(cè)方法、中近端非金屬性短路電流的可靠辨識(shí)及保護(hù)方法以及基于高速檢測(cè)和工業(yè)以太網(wǎng)的綜合監(jiān)控技術(shù)等方面進(jìn)行了研究分析與介紹。在關(guān)鍵元器件的老化損傷預(yù)測(cè)方法方面，文中依據(jù)PWM整流器預(yù)充電過(guò)程中的等效數(shù)學(xué)模型以及電解電容器的參數(shù)擬合關(guān)系給出了PWM整流器直流側(cè)支撐電容器的離散化擬合迭代公式，并基于Miner準(zhǔn)則給出了其老化損傷的評(píng)價(jià)方法；在中近端非金屬性短路電流的可靠辨識(shí)及保護(hù)方面，本文在傳統(tǒng)di／dt+保護(hù)中引入電流峰值辨識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)了短路電流的可靠辨識(shí)；在PWM整流器的綜合監(jiān)控方面，文中介紹了基于以太網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并給出了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際故障錄波結(jié)果，驗(yàn)證了監(jiān)控系統(tǒng)功能的有效性。