地鐵牽引供電PWM整流器智能維護技術

作者：時間：2012-08-22 來源：網絡

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圖3(a)中所示為既有的di／dt+△I保護對中近端非金屬性短路電流的切除過程。圖中t1時中近端短路，t2時裝置封鎖驅動脈沖后，跳開進線柜，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，有可能導致保護失效。由于di／dt+△I保護中對中近端短路保護主要依靠電流增量△I保護，受抑制的短路電流幅值將導致既有保護配置應用于PWM整流器時無法可靠辨識短路電流。在di／dt+△I保護中，基于電流峰值引入Imax保護從而抑制直流進線柜跳閘可以解決這個問題，形成di／dt+Imax+△I保護，如圖3(b)所示。圖中t2處Imax保護抑制進線跳閘，因而此后短路電流繼續(xù)增大，從而在t4處△I保護可靠動作，經由電流的辨識完成保護動作。
顯然，經由Imax保護的引入，通過抑制進線柜的跳閘能夠消除PWM整流器交流側電感對其短路電流的抑制作用，增強了保護針對裝置直流側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
基于分層、多任務的配置構架，課題組設計了PWM整流器的智能故障診斷及監(jiān)控系統。在系統中，總體功能分成了檢測、通訊管理、人機界面維護以及診斷等基本功能。在整個牽引變電所內的綜合監(jiān)控系統中，由功能級的劃分不難看出本系統主要涉及的均為間隔層功能。PWM整流器的控制系統配置了完善的檢測、調理、分析和診斷單元，并提供了對工業(yè)以太網的支持，為基于高速采集、實時傳輸和數據分析虛擬儀器技術的應用提供了可能。此外，基于PWM整流器固有的故障特征，通過對其電壓和電流故障的辨識也能夠實現實時故障元件定位，大大縮短故障后的系統停電維修時間。在監(jiān)控系統中，數據采集結點負責PWM整流器交直流側電壓和電流特征的采集及傳輸工作，上層監(jiān)控微機負責工業(yè)以太網的通訊管理、運行人機交互界面以及執(zhí)行基本的診斷功能。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/176409.htm

課題組采用工業(yè)以太網通訊技術結合VC++語言編制了虛擬示波器軟件，具有數據波形實時顯示、故障波形的捕獲存儲等功能。圖4中給出了裝置運行現場經由虛擬示波器記錄的典型故障波形。

4 結論
面向PWM整流器在地鐵牽引供電過程中存在的維護需求，文中圍繞其關鍵元器件的老化損傷預測方法、中近端非金屬性短路電流的可靠辨識及保護方法以及基于高速檢測和工業(yè)以太網的綜合監(jiān)控技術等方面進行了研究分析與介紹。在關鍵元器件的老化損傷預測方法方面，文中依據PWM整流器預充電過程中的等效數學模型以及電解電容器的參數擬合關系給出了PWM整流器直流側支撐電容器的離散化擬合迭代公式，并基于Miner準則給出了其老化損傷的評價方法；在中近端非金屬性短路電流的可靠辨識及保護方面，本文在傳統di／dt+保護中引入電流峰值辨識方法，實現了短路電流的可靠辨識；在PWM整流器的綜合監(jiān)控方面，文中介紹了基于以太網和數據采集節(jié)點的分布式綜合監(jiān)控系統，并給出了現場的實際故障錄波結果，驗證了監(jiān)控系統功能的有效性。