一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及轨道交通装备领域，更具体的说，涉及一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置及方法。本发明专利技术的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，包括离线设计模块，基于系统原理参数及历史数据，结合列车牵引系统相关控制逻辑，建立故障类型对应的工况事件时序特征模式集；在线实现模块，实时采集与次边短路故障有关的传感器信号以及牵引系统状态信号，与时序特征模式集中的工况事件特征模式进行匹配，输出相应的故障类型，并执行对应的隔离策略。本发明专利技术提出的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置和方法，实现牵引变压器次边绕组短路具体故障点的精确定位，基于具体故障点执行差异化保护隔离动作，提升列车可用性。车可用性。车可用性。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置及方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通装备领域，更具体的说，涉及一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置及方法。

技术介绍

[0002]在电力机车、动车组牵引系统中，牵引变压器用来将接触网上的标称25kV高压电进行降压，变换成能使牵引变流器正常工作的较低等级交流电。
[0003]牵引系统中一般设置有原边电压互感器、原边电流互感器、冷却油温、压力释放阀、布赫继电器等检测与保护装置，来实现牵引变压器异常的有效监测与保护，但这些装置无法识别如牵引变压器次边接地和次边短路等故障。
[0004]牵引变压器次边接地和次边短路故障对牵引系统影响较大，例如，次边接地故障若从单点接地扩大至两点接地，将导致线路短路，引发系统异常；而次边短路若未及时监测发现，将导致牵引变压器过热甚至引发火灾事故。
[0005]因此如何准确诊断出变压器次边短路故障，对于电气设备保护及故障排查都有非常重要的意义。
[0006]中国专利技术专利CN201610803911.7公开了一种变压器次边短路的诊断方法，通过判断主断路器闭合后预设时间内，通过统计变压器的原边电流所出现的变化沿的数目是否大于预设的门限来判断变压器次边是否发生短路故障。
[0007]上述方法只适用于静态工况，正常运行时无法报出次边短路故障，且无法定位次边短路的具体故障点。
[0008]中国专利技术专利CN201810663327.5公开了一种高压运行状态下车载变压器短路故障的实时诊断方法。该方法包括次边短路故障诊断方法、原边短路故障诊断方法和匝间短路故障诊断方法。
[0009]上述专利考虑了变压器次边短路，但无法对次边短路的具体故障点进行定位，且所述方法仅适用于运行于四象限运行工况，无法适用于其它工况时次边短路故障的诊断。
[0010]中国专利技术专利CN201811007325.7公开了一种机车牵引变压器次边绕组短路诊断方法及装置，基于功率平衡原理来合理设置原边电流门槛，提高了次边短路故障诊断的精度。该专利方法无法实现次边短路具体故障点的定位。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，解决现有技术中牵引变压器次边绕组短路具体故障点难以精确定位的技术问题。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，包括离线设计模块和在线实现模块：
[0013]所述离线设计模块，基于系统原理参数及历史数据设置次边短路故障的相关事件集的阈值参数，形成不同工况下的工况事件集，结合列车牵引系统相关控制逻辑，建立故障
类型对应的工况事件时序特征模式集；
[0014]所述在线实现模块，与离线设计模块连接，包括故障检测单元和故障决策单元，
[0015]所述故障检测单元，实时采集与次边短路故障有关的传感器信号以及牵引系统状态信号，对比离线设计模块的工况事件集，判断次边短路故障的相关事件是否成立，如果成立，则将事件信息和工况信息发送到故障决策单元，如果不成立则继续进行信号监测；
[0016]所述故障决策单元，与故障检测单元连接，基于故障检测单元输出的事件信息以及工况信息，实时与时序特征模式集中的工况事件特征模式进行匹配，如果存在匹配的模式，则输出相应的故障类型，并执行对应的隔离策略，否则更新事件和工况信息，继续进行监测。
[0017]在一实施例中，所述故障检测单元，如果判断次边短路故障的相关事件成立，则输出故障标志，执行故障保护动作。
[0018]在一实施例中，所述故障检测单元，根据牵引系统状态信息进行当前工况的实时识别。
[0019]在一实施例中，所述故障检测单元，基于传感器采集的原边电流和次边电流值，判断次边短路故障的相关事件是否存在。
[0020]在一实施例中，所述次边短路的工况事件集，与原边电流互感器和次边电流传感器的采样值相关，且采样值的变化与对应工况对应。
[0021]在一实施例中，所述工况事件时序特征模式为故障类型、工况和对应的工况事件或关联相邻工况事件的映射关系。
[0022]在一实施例中，所述隔离策略包括：
[0023]禁止高压，隔离故障绕组所在变流器；
[0024]允许合主断，断开故障绕组所对应变流器充电、短接接触器，封锁此轴脉冲整流器脉冲。
[0025]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断方法，包括离线设计流程和在线实现流程，
[0026]所述离线设计流程包括以下步骤：
[0027]基于系统原理参数及历史数据设置次边短路故障的相关事件集的阈值参数，形成不同工况下的工况事件集；
[0028]结合列车牵引系统相关控制逻辑，建立故障类型对应的工况事件时序特征模式集；
[0029]所述在线实现流程包括故障检测步骤和故障决策步骤：
[0030]故障检测步骤，实时采集与次边短路故障有关的传感器信号以及牵引系统状态信号，对比离线设计流程的工况事件集，判断次边短路故障的相关事件是否成立，如果成立，则进入故障决策步骤，如果不成立则继续进行信号监测；
[0031]故障决策步骤，基于事件信息以及工况信息，实时与时序特征模式集中的工况事件特征模式进行匹配，如果存在匹配的模式，则输出相应的故障类型，并执行适当的隔离策略，否则更新事件和工况信息，继续进行监测。
[0032]在一实施例中，所述故障检测步骤，如果判断次边短路故障的相关事件成立，则输出故障标志，执行故障保护动作。
[0033]在一实施例中，所述故障检测步骤，根据牵引系统状态信息进行当前工况的实时识别。
[0034]在一实施例中，所述故障检测步骤，基于传感器采集的原边电流和次边电流值，判断次边短路故障的相关事件是否存在。
[0035]在一实施例中，所述次边短路的工况事件集，与原边电流互感器和次边电流传感器的采样值相关，且采样值的变化与对应工况对应。
[0036]在一实施例中，所述工况事件时序特征模式为故障类型、工况和对应的工况事件或关联相邻工况事件的映射关系。
[0037]在一实施例中，所述隔离策略包括：
[0038]禁止高压，隔离故障绕组所在变流器；
[0039]允许合主断，断开故障绕组所对应变流器充电、短接接触器，封锁此轴脉冲整流器脉冲。
[0040]针对当前轨道交通车辆对牵引变压器次边绕组短路的故障诊断方法较为初级，不能实现精确故障点定位，误报和漏报率高，保护隔离动作单一，存在过度保护的缺点，本专利技术提出的一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置和方法，可实现牵引变压器次边绕组短路具体故障点的精确定位。
[0041]本专利技术提出的一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置和方法，具体具有以下有益效果。
[0042]1)可实现牵引变压器次边绕组短路故障点在线精确定位；
[0043]2)可基于具体故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于，包括离线设计模块和在线实现模块：所述离线设计模块，基于系统原理参数及历史数据设置次边短路故障的相关事件集的阈值参数，形成不同工况下的工况事件集，结合列车牵引系统相关控制逻辑，建立故障类型对应的工况事件时序特征模式集；所述在线实现模块，与离线设计模块连接，包括故障检测单元和故障决策单元，所述故障检测单元，实时采集与次边短路故障有关的传感器信号以及牵引系统状态信号，对比离线设计模块的工况事件集，判断次边短路故障的相关事件是否成立，如果成立，则将事件信息和工况信息发送到故障决策单元，如果不成立则继续进行信号监测；所述故障决策单元，与故障检测单元连接，基于故障检测单元输出的事件信息以及工况信息，实时与时序特征模式集中的工况事件特征模式进行匹配，如果存在匹配的模式，则输出相应的故障类型，并执行对应的隔离策略，否则更新事件和工况信息，继续进行监测。2.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于，所述故障检测单元，如果判断次边短路故障的相关事件成立，则输出故障标志，执行故障保护动作。3.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于：所述故障检测单元，根据牵引系统状态信息进行当前工况的实时识别。4.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于：所述故障检测单元，基于传感器采集的原边电流和次边电流值，判断次边短路故障的相关事件是否存在。5.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于，所述次边短路的工况事件集，与原边电流互感器和次边电流传感器的采样值相关，且采样值的变化与对应工况对应。6.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于，所述工况事件时序特征模式为故障类型、工况和对应的工况事件或关联相邻工况事件的映射关系。7.根据权利要求1所述的牵引变压器次边绕组短路故障点在线诊断装置，其特征在于，所述隔离策略包括：禁止高压，隔离故障绕组所在变流器；允许合主断，断开故障绕组所对应变流器充电、短接接触器，封锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐绍龙，李学明，甘韦韦，成正林，丁培义，郭维，陈志博，蒋奉兵，袁靖，彭辉，黄明明，廖亮，谭永光，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：