烏魯木齊1號(hào)線輔助逆變器并網(wǎng)控制分析

張小龍

摘 要：文章主要論述軌道交通車輛上輔助逆變器供電并網(wǎng)控制的邏輯和相關(guān)控制時(shí)序，分析各種工況下并網(wǎng)啟動(dòng)方式；在烏魯木齊1號(hào)線軌道交通車輛上實(shí)際運(yùn)用時(shí)遇到：在車輛緊急牽引工況牽引丟失的問題分析。

關(guān)鍵詞：輔助逆變器；并網(wǎng)控制；緊急牽引

中圖分類號(hào)：TM464 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）12-0064-02

Abstract： This paper mainly discusses the logic and related control timing of the auxiliary inverter power supply and grid-connected control on the rail transit vehicle， and analyzes the grid-connected starting mode under various working conditions. In the practical application of Urumqi Line 1 rail transit vehicle， the problem of traction loss in the emergency traction condition of the vehicle is analyzed.

Keywords： auxiliary inverter； grid-connected control； emergency traction

1 Urumqi L1輔助逆變器并網(wǎng)控制

輔助逆變器供電拓?fù)鋱D如下：

如圖所示高壓部分和中壓部分，中壓母線由一個(gè)接觸器分成兩段。上圖中，各縮寫定義為：

PAN： 受電弓；ACM：輔助逆變器模塊；SC： 中壓母線接觸器。

1.1 每臺(tái)輔助逆變器的啟動(dòng)控制信號(hào)

ACM的啟動(dòng)控制信號(hào)有四個(gè)：

Line voltage ok ：在高壓箱內(nèi)進(jìn)行高壓檢測(cè)，該信號(hào)由牽引系統(tǒng)發(fā)送給TCMS；

ACM bus active：由每臺(tái)ACM發(fā)出，只要其所在的中壓母線電壓達(dá)到額定電壓的90%；

Disable start： 輔助啟動(dòng)使能信號(hào)，低電平有效，由TCMS發(fā)給ACM；

Disable idle start： 輔助主使能信號(hào)，低電平有效，若disable start 和disable idle start 同時(shí)置低，則該臺(tái)輔助逆變器被設(shè)定為主ACM。

1.2 正常運(yùn)行控制邏輯

正常運(yùn)行模式下，ACM的啟動(dòng)過程描述如下：

（1）車輛喚醒；

（2）TCMS完成自檢；

（3）車輛高壓供電正常（車輛處于受電弓或車間電源供電模式），TCMS收到牽引系統(tǒng)發(fā)送的Line voltage ok信號(hào)（網(wǎng)壓繼電器檢測(cè)到電壓大于1100V），且兩臺(tái)ACM內(nèi)的LBVS工作狀態(tài)不能同時(shí)為1（CA1CX3C1，bit12），TCMS發(fā)出閉合中壓母線接觸器SC命令；

（4）TCMS收到SC閉合狀態(tài)1s后，在四臺(tái)ACM中選擇一臺(tái)作為主ACM（將其disable start 和disable idle start 同時(shí)置低），其余三臺(tái)ACM作為從（disable idle start置高）。

（5）主ACM直接閉合其三相負(fù)載接觸器，在5s之內(nèi)完成升壓升頻之后給出ACM bus active信號(hào)；

（6）TCMS收到主ACM的ACM bus active信號(hào)，剩余三臺(tái)ACM按從ACM進(jìn)行啟動(dòng)并同步；收到主ACM的ACM bus active信號(hào)，間隔1s后，將某臺(tái)從ACM的disable start信號(hào)置低，其在3s內(nèi)完成同步并立即閉合三相負(fù)載接觸器；

（7）剩余兩臺(tái)ACM啟動(dòng)指令間隔1s給出，在收到啟動(dòng)指令后3s內(nèi)完成同步并立即閉合三相負(fù)載接觸器。

所有ACM正常情況下完成并網(wǎng)時(shí)間為10s，其啟動(dòng)時(shí)序如圖2所示。

若在上述啟動(dòng)過程中，主ACM在6s內(nèi)還未正常啟動(dòng)，TCMS將禁止其啟動(dòng)并選擇其他的某臺(tái)ACM為主，按上述啟動(dòng)時(shí)序控制各ACM啟動(dòng)（首次未能正常啟動(dòng)的主ACM將會(huì)被排至隊(duì)列的最末端作為從ACM啟動(dòng)）。

若在上述啟動(dòng)過程中，若某臺(tái)從ACM未能啟動(dòng)成功，TCMS將一直維持其啟動(dòng)指令。

1.3 備用模式（緊急牽引模式）下啟動(dòng)

在備用模式（緊急牽引模式）下，中壓母線接觸器將處于默認(rèn)的斷開狀態(tài)，整條中壓母線將會(huì)被分為兩段，每條中壓母線上將會(huì)接入兩臺(tái)ACM，為了縮短備用模式下ACM的啟動(dòng)時(shí)間，在每段中壓母線上將會(huì)各設(shè)置一臺(tái)主ACM，兩臺(tái)主ACM同時(shí)啟動(dòng)，每段中壓母線上的另一臺(tái)ACM作為從ACM并網(wǎng)并同步。

1.4 短路工況控制邏輯

A： TCMS收到有潛在的短路信號(hào)；

B： TCMS收到潛在的短路信號(hào)之后將在100ms內(nèi)禁止所有的ACM啟動(dòng)，直到短路故障被檢查出；

C：TCMS在所有ACM禁止啟動(dòng)指令給出1s后給出短路檢測(cè)指令，該指令持續(xù)10s；

D：TCMS收到確定的內(nèi)部短路報(bào)告；

E：DCUA正常啟動(dòng)。

若在上述正常啟動(dòng)或運(yùn)行過程中任意一臺(tái)ACM報(bào)出外部短路信號(hào)，則TCMS將在該短路信號(hào)報(bào)出之后2s內(nèi)將所有ACM的disable start信號(hào)置高以禁止所有的ACM，所有ACM的disable start 信號(hào)為高至少持續(xù)1s時(shí)間之后，TCMS斷開車輛中壓母線接觸器，斷開指令發(fā)出2s（中壓母線接觸器動(dòng)作反饋時(shí)間）后開始短路檢測(cè)指令，該指令持續(xù)時(shí)間10s。若存在短路且三相負(fù)載接觸器沒閉合，會(huì)報(bào)內(nèi)部短路信號(hào)給TCMS。

2 輔逆過流后牽引丟失原因分析

根據(jù)上述“并網(wǎng)及短路檢測(cè)控制策略”，車輛在備用模式（緊急牽引模式）轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)正常模式時(shí)中壓母線的狀態(tài)類似于兩個(gè)單元同時(shí)零壓?jiǎn)?dòng)，中壓母線接觸器由斷開狀態(tài)直接閉合，由于在備用模式（緊急牽引模式）下兩個(gè)單元的ACM輸出并未同步，在TCMS未停止其中一個(gè)單元的ACM而直接閉合中壓母線接觸器師，出現(xiàn)兩個(gè)單元的ACM輸出短路，即輔逆過流，并通過ACM反饋給TCMS，導(dǎo)致TCMS再次斷開中壓母線接觸器，由于網(wǎng)絡(luò)正常、中壓母線接觸器斷開，僅一個(gè)單元的ACM能完成正常并網(wǎng)，導(dǎo)致另一個(gè)單元的AC380V丟失，牽引風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)，損失一半的牽引。根據(jù)上述“并網(wǎng)及短路檢測(cè)控制策略”，在緊急牽引模式轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)正常模式時(shí)，緊急牽引信號(hào)變?yōu)?，TCMS停止4臺(tái)ACM，2S后恢復(fù)母線接觸器閉合，檢測(cè)到母線接觸器閉合反饋后，發(fā)并網(wǎng)指令重新啟動(dòng)ACM，經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，軟件控制策略可行。

3 結(jié)束語

本文通過論述軌道交通車輛上輔助逆變器供電并網(wǎng)控制的邏輯和相關(guān)控制時(shí)序，詳細(xì)說明了各種工況下并網(wǎng)啟動(dòng)方式；剖析車輛實(shí)際運(yùn)用中緊急牽引工況牽引丟失的問題的控制策略。實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中：設(shè)備穩(wěn)定，運(yùn)行良好.

參考文獻(xiàn)：

[1]WLMQL1.項(xiàng)目牽引設(shè)備技術(shù)規(guī)范[S].