[发明专利]贯通同相牵引供电系统的变流器保护系统及方法

说明书

本申请提出一种贯通同相牵引供电系统的变流器保护系统及方法，在输入变压器发生接地故障时执行输入变压器差动保护动作，并配备后备保护；在变流器阀单元发生故障时执行阀单元过流、过压和欠压保护动作；在阀单元故障数目超限时执行阀单元冗余超限保护动作；在变流器阀组发生线间故障时执行变流器过流保护，外部故障影响下变流器输出侧过压时执行变流器过压保护动作；在变流器阀组发生接地故障时执行变流器差动保护动作，并配备后备保护；在输出变压器发生接地故障时执行输出变压器差动保护动作，在输出变压器发生直流偏磁故障时执行输出变压器直流偏磁保护动作，并配备后备保护；在滤波器发生接地故障时执行滤波器过流和过压保护动作。

技术领域

本申请涉及供电系统技术领域，特别涉及一种贯通同相牵引供电系统的变流器保护系统及方法。

背景技术

现有的牵引供电保护方案多是基于牵引变压器为主的传统牵引供电系统，无法适用于新型的贯通式柔性牵引供电系统。对于贯通式柔性牵引供电系统的变流器保护设计，既要考虑电力电子装置所能承受的过电流水平，又要考虑故障导致的变流器与电网侧、变流器与牵引网侧的耦合故障特性。相关技术中，缺少针对贯通式柔性牵引供电系统这一场景下的变流器的故障保护问题的研究以及相关故障保护设计方法的研究。

发明内容

本申请提供一种贯通同相牵引供电系统的变流器保护系统及方法，根据贯通同相供电系统变流器的具体结构与故障电气特征，将变流器故障保护进行分区，并根据各区域的故障与保护需求分别确定保护措施。

本申请第一方面实施例提供一种贯通同相牵引供电系统的变流器保护系统，包括：输入变压器保护件，用于在利用贯通同相牵引供电系统的变流器为牵引网供能的输入环节中，检测到所述变流器的输入变压器发生接地故障时，执行输入变压器差动保护动作；变流器阀单元保护件，用于在为牵引网供能的整流逆变环节中，检测到所述变流器的各阀单元发生阀单元过流故障、阀单元过压故障、阀单元欠压故障时，执行阀单元过流保护动作、阀单元过压保护动作、阀单元欠压保护动作；变流器阀组保护件，用于在为所述牵引网供能的整流逆变环节中，检测到所述变流器的变流器阀组发生线间故障时，执行变流器过流保护动作，检测到外部故障影响下变流器输出侧过压时执行变流器过压保护动作，检测到故障阀组数目超出运行允许范围时，执行阀单元冗余超限保护动作；变流器接地保护件，用于在为所述牵引网供能的整流逆变环节中，检测到所述变流器的变流器阀组发生接地故障时，执行变流器差动保护动作；输出变压器保护件，用于在为所述牵引网供能的牵引网连接环节中，检测到所述变流器的输出变压器发生接地故障时，执行输出变压器差动保护动作，检测到所述变压器发生直流偏磁故障时，执行变压器直流偏磁保护动作；输出滤波器保护件，用于在为所述牵引网供能的输出环节中，检测到所述变流器的滤波器发生接地故障时，执行滤波器过流保护和滤波器过压保护动作。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述输入变压器保护件包括：第一检测单元，用于采集所述输入变压器的原边电流与副边电流，并基于所述输入变压器的原边电流与副边电流计算第一差动电流和第一制动电流，并在所述第一差动电流和所述第一制动电流满足第一触发条件时，确定所述输入变压器发生接地故障；第一执行单元，用于在所述输入变压器发生接地故障时，控制所述变流器闭锁的同时，控制所述变流器的输入断路器和输出断路器跳闸。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述变流器阀单元保护件包括：第二检测单元，用于获取每个变流器阀单元的输入电流，当所述输入电流满足第二触发条件时，确定所述变流器阀单元发生所述阀单元过流故障；第三检测单元，用于获取每个变流器阀单元单体的直流电容电压，当所述直流电容电压满足第三触发条件时，确定所述变流器阀单元发生所述阀单元过压故障，当所述直流电容电压满足第四触发条件时，确定所述变流器阀单元发生所述阀单元欠压故障；第二执行单元，用于对所述故障阀单元进行闭锁，阀单元内部的隔离断路器跳闸，旁路断路器合闸，使故障阀单元退出运行。