一种变流器主电路的接地诊断方法、系统及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种变流器主电路的接地诊断方法、系统及装置，包括：获取变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取半中间直流电压的交流分量；判断交流分量是否达到运行交流值；若否，判定变流器主电路的接地故障点位于变流器主电路的母排；若是，判断半中间直流电压是否满足电压异常条件；若是，则判定接地故障点位于变流器主电路的负载侧；若否，判定接地故障点位于变流器主电路的整流侧或逆变侧。本申请通过判定交流分量是否达到运行交流值以及半中间电压是否满足电压异常条件，可以准确地判定接地故障点的位置；而且本申请以整体数据为主，可以忽略传感器的毛刺数据影响，提高了判断的可信度和正确率，明显优于现有技术。

A Grounding Diagnosis Method, System and Device for Main Circuit of Converter

【技术实现步骤摘要】
一种变流器主电路的接地诊断方法、系统及装置
本专利技术涉及电力机车故障检测
，尤其涉及一种变流器主电路的接地诊断方法、系统及装置。
技术介绍
电力机车电传动系统具有高电压、大电流的特点，因而保证传动系统的正常工作是确保机车可靠运行的前提。机车在运用过程中可能由于电缆老化、振动摩擦等造成主电路发生接地，虽然通常一点的接地对系统的正常工作不会有太大的影响，但当存在两点或多点接地时，则可能产生很大的短路电流，造成机车电传动系统部件的烧损，严重情况下甚至会导致机破。因此，准确、迅速地对接地故障进行判断和处理仍然是非常重要以及必要的。变流器是电传动系统中重要的一环，其可能接地点分为以下四类：整流侧输入端接地、中间直流正负母排接地、逆变输出侧接地以及负载侧接地。现有技术中提出了一些检测接地点的方法，但是判断过程简单，检测结果不够准确。例如专利CN201210101387.0提出了一种用于机车辅助电源接地检测装置，通过接地电流的检测判断负载接地，该接地检测方法无法区分逆变输出侧接地与负载侧接地；以及大连机车研究所有限公司王斌等人撰写的论文“电力机车辅助变流系统接地故障的检测分析”中对现有辅助变流器接地判断方式进行仿真与地面试验验证，其判断方式过于简单，当电压传感器存在毛刺干扰时容易出现误报。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案，是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种变流器主电路的接地诊断方法、系统及装置，以便能够准确判断接地故障点的位置。其具体方案如下：一种变流器主电路的接地诊断方法，包括：获取所述变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取所述半中间直流电压的交流分量；判断所述交流分量是否达到运行交流值；如果否，则判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排；如果是，则判断所述半中间直流电压是否满足电压异常条件；如果是，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧；如果否，根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧。优选的，所述接地诊断方法还包括：当所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧或逆变侧，计算所述交流分量与所述输出电压的电压相位差，根据所述电压相位差确定目标相；其中所述目标相为三相中所述接地故障点所在的电路相。优选的，所述变流器主电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接正母排，所述第二电阻的第一端接负母排，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端相连后接地，所述半中间直流电压为所述第一电阻的测量电压。优选的，所述判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排之后，还包括：当所述半中间直流电压小于第一阈值，判定所述接地故障点位于所述正母排；当所述半中间直流电压大于第二阈值，判定所述接地故障点位于所述负母排。优选的，所述根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧的过程，具体包括：分别计算所述交流分量和所述输入电压的第一电压幅值比例、所述交流分量和所述输出电压的第二电压幅值比例；当所述第一电压幅值比例位于第一幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧；当所述第二电压幅值比例位于第二幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的逆变侧；其中，所述第一幅值区间与所述第二幅值区间根据所述第一电阻和第二电阻的阻值得到。优选的，所述当所述第一电压幅值比例位于第一幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧之后，还包括：计算所述输入电压与所述交流分量的电压相位差；当该电压相位差位于第一相角差区间，判定所述接地故障点位于所述整流侧正端；当该电压相位差位于第二相角差区间，判定所述接地故障点位于所述整流侧负端；其中，所述第一相角差区间为以180°为中点的相位角误差允许区间，所述第二相角差区间为以0°为中点的相位角误差允许区间。优选的，所述当所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧，计算所述交流分量与所述输出电压的电压相位差，根据所述电压相位差确定目标相的过程，具体包括：分别计算所述输出电压的三相电压与所述交流分量的电压相位差；判定位于所述第一相角差区间的电压相位差对应的电路相为目标相。优选的，所述当所述接地故障点位于所述变流器主电路的逆变侧，计算所述交流分量与所述输出电压的电压相位差，根据所述电压相位差确定目标相的过程，具体包括：分别计算所述输出电压的三相电压与所述交流分量的电压相位差；判定位于第三相角差区间的电压相位差对应的电路相为目标相；其中，所述第三相角差区间为以180°为中点的相位角偏移区间。优选的，所述电压异常条件为：单周期内所述半中间直流电压异常范围占比大于第三阈值。优选的，所述电压异常条件为：所述半中间直流电压的异常判定值超出第四阈值；其中所述异常判定值为所述半中间直流电压在单周期内预设判定概率对应的数值。相应的，本专利技术还公开了一种变流器主电路的接地诊断系统，包括：数据获取模块，用于获取所述变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取所述半中间直流电压的交流分量；第一判断模块，用于判断所述交流分量是否达到运行交流值；如果否，则判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排；如果是，则触发第二判断模块；所述第二判断模块，用于判断所述半中间直流电压是否满足电压异常条件；如果是，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧；如果否，根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧。相应的，本专利技术还公开了一种变流器主电路的接地诊断装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文中任一项所述变流器主电路的接地诊断方法的步骤。本专利技术公开了一种变流器主电路的接地诊断方法，包括：获取所述变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取所述半中间直流电压的交流分量；判断所述交流分量是否达到运行交流值；如果否，则判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排；如果是，则判断所述半中间直流电压是否满足电压异常条件；如果是，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧；如果否，根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧。本专利技术提取了半中间直流电压中的交流分量，由于接地故障点位置不同时半中间直流电压的特征各不相同，因此通过判定交流分量是否达到运行交流值以及半中间电压是否满足电压异常条件，可以将上述特征区分出来，从而准确地判定接地故障点的位置；而且诊断过程中获取的数据长度一般为单周期或多周期，诊断依据为整体数据为主，可以忽略传感器的毛刺数据影响，提高了判断的可信度和正确率，明显优于现有技术。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变流器主电路的接地诊断方法，其特征在于，包括：获取所述变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取所述半中间直流电压的交流分量；判断所述交流分量是否达到运行交流值；如果否，则判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排；如果是，则判断所述半中间直流电压是否满足电压异常条件；如果是，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧；如果否，根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧。

【技术特征摘要】
1.一种变流器主电路的接地诊断方法，其特征在于，包括：获取所述变流器主电路的半中间直流电压、输入电压和输出电压，并提取所述半中间直流电压的交流分量；判断所述交流分量是否达到运行交流值；如果否，则判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排；如果是，则判断所述半中间直流电压是否满足电压异常条件；如果是，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧；如果否，根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧。2.根据权利要求1所述接地诊断方法，其特征在于，还包括：当所述接地故障点位于所述变流器主电路的负载侧或逆变侧，计算所述交流分量与所述输出电压的电压相位差，根据所述电压相位差确定目标相；其中所述目标相为三相中所述接地故障点所在的电路相。3.根据权利要求2所述接地诊断方法，其特征在于，所述变流器主电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端接正母排，所述第二电阻的第一端接负母排，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端相连后接地，所述半中间直流电压为所述第一电阻的测量电压。4.根据权利要求3所述接地诊断方法，其特征在于，所述判定所述变流器主电路的接地故障点位于所述变流器主电路的母排之后，还包括：当所述半中间直流电压小于第一阈值，判定所述接地故障点位于所述正母排；当所述半中间直流电压大于第二阈值，判定所述接地故障点位于所述负母排。5.根据权利要求4所述接地诊断方法，其特征在于，所述根据所述交流分量分别与所述输入电压、所述输出电压的电压幅值比例，判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧或逆变侧的过程，具体包括：分别计算所述交流分量和所述输入电压的第一电压幅值比例、所述交流分量和所述输出电压的第二电压幅值比例；当所述第一电压幅值比例位于第一幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧；当所述第二电压幅值比例位于第二幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的逆变侧；其中，所述第一幅值区间与所述第二幅值区间根据所述第一电阻和第二电阻的阻值得到。6.根据权利要求5所述接地诊断方法，其特征在于，所述当所述第一电压幅值比例位于第一幅值区间，则判定所述接地故障点位于所述变流器主电路的整流侧之后，还包括：计算所述输入电压与所述交流分量的电压相位差；当该电压相位差位...

【专利技术属性】
技术研发人员：许峻峰，张志学，胡景瑜，彭赟，付刚，罗文广，苏亮亮，王跃，吴奕，陈欣，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43