乌鲁木齐1号线辅助逆变器并网控制分析

张小龙

摘 要：文章主要论述轨道交通车辆上辅助逆变器供电并网控制的逻辑和相关控制时序，分析各种工况下并网启动方式；在乌鲁木齐1号线轨道交通车辆上实际运用时遇到：在车辆紧急牵引工况牵引丢失的问题分析。

关键词：辅助逆变器；并网控制；紧急牵引

中图分类号：TM464 文献标志码：A 文章编号：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辅助逆变器并网控制

辅助逆变器供电拓扑图如下：

如图所示高压部分和中压部分，中压母线由一个接触器分成两段。上图中，各缩写定义为：

PAN： 受电弓；ACM：辅助逆变器模块；SC： 中压母线接触器。

1.1 每台辅助逆变器的启动控制信号

ACM的启动控制信号有四个：

Line voltage ok ：在高压箱内进行高压检测，该信号由牵引系统发送给TCMS；

ACM bus active：由每台ACM发出，只要其所在的中压母线电压达到额定电压的90%；

Disable start： 辅助启动使能信号，低电平有效，由TCMS发给ACM；

Disable idle start： 辅助主使能信号，低电平有效，若disable start 和disable idle start 同时置低，则该台辅助逆变器被设定为主ACM。

1.2 正常运行控制逻辑

正常运行模式下，ACM的启动过程描述如下：

（1）车辆唤醒；

（2）TCMS完成自检；

（3）车辆高压供电正常（车辆处于受电弓或车间电源供电模式），TCMS收到牵引系统发送的Line voltage ok信号（网压继电器检测到电压大于1100V），且两台ACM内的LBVS工作状态不能同时为1（CA1CX3C1，bit12），TCMS发出闭合中压母线接触器SC命令；

（4）TCMS收到SC闭合状态1s后，在四台ACM中选择一台作为主ACM（将其disable start 和disable idle start 同时置低），其余三台ACM作为从（disable idle start置高）。

（5）主ACM直接闭合其三相负载接触器，在5s之内完成升压升频之后给出ACM bus active信号；

（6）TCMS收到主ACM的ACM bus active信号，剩余三台ACM按从ACM进行启动并同步；收到主ACM的ACM bus active信号，间隔1s后，将某台从ACM的disable start信号置低，其在3s内完成同步并立即闭合三相负载接触器；

（7）剩余两台ACM启动指令间隔1s给出，在收到启动指令后3s内完成同步并立即闭合三相负载接触器。

所有ACM正常情况下完成并网时间为10s，其启动时序如图2所示。

若在上述启动过程中，主ACM在6s内还未正常启动，TCMS将禁止其启动并选择其他的某台ACM为主，按上述启动时序控制各ACM启动（首次未能正常启动的主ACM将会被排至队列的最末端作为从ACM启动）。

若在上述启动过程中，若某臺从ACM未能启动成功，TCMS将一直维持其启动指令。

1.3 备用模式（紧急牵引模式）下启动

在备用模式（紧急牵引模式）下，中压母线接触器将处于默认的断开状态，整条中压母线将会被分为两段，每条中压母线上将会接入两台ACM，为了缩短备用模式下ACM的启动时间，在每段中压母线上将会各设置一台主ACM，两台主ACM同时启动，每段中压母线上的另一台ACM作为从ACM并网并同步。

1.4 短路工况控制逻辑

A： TCMS收到有潜在的短路信号；

B： TCMS收到潜在的短路信号之后将在100ms内禁止所有的ACM启动，直到短路故障被检查出；

C：TCMS在所有ACM禁止启动指令给出1s后给出短路检测指令，该指令持续10s；

D：TCMS收到确定的内部短路报告；

E：DCUA正常启动。

若在上述正常启动或运行过程中任意一台ACM报出外部短路信号，则TCMS将在该短路信号报出之后2s内将所有ACM的disable start信号置高以禁止所有的ACM，所有ACM的disable start 信号为高至少持续1s时间之后，TCMS断开车辆中压母线接触器，断开指令发出2s（中压母线接触器动作反馈时间）后开始短路检测指令，该指令持续时间10s。若存在短路且三相负载接触器没闭合，会报内部短路信号给TCMS。

2 辅逆过流后牵引丢失原因分析

根据上述“并网及短路检测控制策略”，车辆在备用模式（紧急牵引模式）转网络正常模式时中压母线的状态类似于两个单元同时零压启动，中压母线接触器由断开状态直接闭合，由于在备用模式（紧急牵引模式）下两个单元的ACM输出并未同步，在TCMS未停止其中一个单元的ACM而直接闭合中压母线接触器师，出现两个单元的ACM输出短路，即辅逆过流，并通过ACM反馈给TCMS，导致TCMS再次断开中压母线接触器，由于网络正常、中压母线接触器断开，仅一个单元的ACM能完成正常并网，导致另一个单元的AC380V丢失，牵引风机不能启动，损失一半的牵引。根据上述“并网及短路检测控制策略”，在紧急牵引模式转网络正常模式时，紧急牵引信号变为0，TCMS停止4台ACM，2S后恢复母线接触器闭合，检测到母线接触器闭合反馈后，发并网指令重新启动ACM，经过实际测试，软件控制策略可行。

3 结束语

本文通过论述轨道交通车辆上辅助逆变器供电并网控制的逻辑和相关控制时序，详细说明了各种工况下并网启动方式；剖析车辆实际运用中紧急牵引工况牵引丢失的问题的控制策略。实际运营过程中：设备稳定，运行良好.

参考文献：

[1]WLMQL1.项目牵引设备技术规范[S].