烏魯木齊1號線輔助逆變器并網控制分析

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控制的邏輯和相關控制時序，分析各種工況下并網啟動方式；在烏魯木齊1號線軌道交通車輛上實際運用時遇到：在車輛緊急牽引工況牽引丟失的問題分析。

關鍵詞：輔助逆變器；并網控制；緊急牽引

中圖分類號：TM464 文獻標志碼：A 文章編號：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輔助逆變器并網控制

輔助逆變器供電拓撲圖如下：

如圖所示高壓部分和中壓部分，中壓母線由一個接觸器分成兩段。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 每臺輔助逆變器的啟動控制信號

ACM的啟動控制信號有四個：

Line voltage ok ：在高壓箱內進行高壓檢測，該信號由牽引系統發送給TCMS；

ACM bus active：由每臺ACM發出，只要其所在的中壓母線電壓達到額定電壓的90%；

Disable start： 輔助啟動使能信號，低電平有效，由TCMS發給ACM；

Disable idle start： 輔助主使能信號，低電平有效，若disable start 和disable idle start 同時置低，則該臺輔助逆變器被設定為主ACM。

1.2 正常運行控制邏輯

正常運行模式下，ACM的啟動過程描述如下：

（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收到牽引系統發送的Line voltage ok信號（網壓繼電器檢測到電壓大于1100V），且兩臺ACM內的LBVS工作狀態不能同時為1（CA1CX3C1，bit12），TCMS發出閉合中壓母線接觸器SC命令；

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

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

（6）TCMS收到主ACM的ACM bus active信號，剩余三臺ACM按從ACM進行啟動并同步；收到主ACM的ACM bus active信號，間隔1s后，將某臺從ACM的disable start信號置低，其在3s內完成同步并立即閉合三相負載接觸器；

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

所有ACM正常情況下完成并網時間為10s，其啟動時序如圖2所示。

若在上述啟動過程中，主ACM在6s內還未正常啟動，TCMS將禁止其啟動并選擇其他的某臺ACM為主，按上述啟動時序控制各ACM啟動（首次未能正常啟動的主ACM將會被排至隊列的最末端作為從ACM啟動）。

若在上述啟動過程中，若某臺從ACM未能啟動成功，TCMS將一直維持其啟動指令。

1.3 備用模式（緊急牽引模式）下啟動

在備用模式（緊急牽引模式）下，中壓母線接觸器將處于默認的斷開狀態，整條中壓母線將會被分為兩段，每條中壓母線上將會接入兩臺ACM，為了縮短備用模式下ACM的啟動時間，在每段中壓母線上將會各設置一臺主ACM，兩臺主ACM同時啟動，每段中壓母線上的另一臺ACM作為從ACM并網并同步。

1.4 短路工況控制邏輯

A： TCMS收到有潛在的短路信號；

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

C：TCMS在所有ACM禁止啟動指令給出1s后給出短路檢測指令，該指令持續10s；

D：TCMS收到確定的內部短路報告；

E：DCUA正常啟動。

若在上述正常啟動或運行過程中任意一臺ACM報出外部短路信號，則TCMS將在該短路信號報出之后2s內將所有ACM的disable start信號置高以禁止所有的ACM，所有ACM的disable start 信號為高至少持續1s時間之后，TCMS斷開車輛中壓母線接觸器，斷開指令發出2s（中壓母線接觸器動作反饋時間）后開始短路檢測指令，該指令持續時間10s。若存在短路且三相負載接觸器沒閉合，會報內部短路信號給TCMS。

2 輔逆過流后牽引丟失原因分析

根據上述“并網及短路檢測控制策略”，車輛在備用模式（緊急牽引模式）轉網絡正常模式時中壓母線的狀態類似于兩個單元同時零壓啟動，中壓母線接觸器由斷開狀態直接閉合，由于在備用模式（緊急牽引模式）下兩個單元的ACM輸出并未同步，在TCMS未停止其中一個單元的ACM而直接閉合中壓母線接觸器師，出現兩個單元的ACM輸出短路，即輔逆過流，并通過ACM反饋給TCMS，導致TCMS再次斷開中壓母線接觸器，由于網絡正常、中壓母線接觸器斷開，僅一個單元的ACM能完成正常并網，導致另一個單元的AC380V丟失，牽引風機不能啟動，損失一半的牽引。根據上述“并網及短路檢測控制策略”，在緊急牽引模式轉網絡正常模式時，緊急牽引信號變為0，TCMS停止4臺ACM，2S后恢復母線接觸器閉合，檢測到母線接觸器閉合反饋后，發并網指令重新啟動ACM，經過實際測試，軟件控制策略可行。

3 結束語

本文通過論述軌道交通車輛上輔助逆變器供電并網控制的邏輯和相關控制時序，詳細說明了各種工況下并網啟動方式；剖析車輛實際運用中緊急牽引工況牽引丟失的問題的控制策略。實際運營過程中：設備穩定，運行良好.

參考文獻：

[1]WLMQL1.項目牽引設備技術規范[S].