一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法。
【背景技術】
[0002]地鐵能量回饋裝置在停機狀態下，直流開關柜各開關狀態如下:刀閘QS斷開、直流主接觸器QFl斷開、直流電容預充電接觸器KMl斷開、直流電容放電接觸器KMd斷開。
[0003]回饋裝置控制器(基于TI DSP，安裝在直流開關柜中)接到啟動命令后，首先控制刀閘QS閉合。由于功率柜中的直流電容Cdl、Cd2、Cd3在停機狀態電壓為零，因此直流主接觸器QFl吸合會產生極大的沖擊電流，損壞直流主接觸器QF1、直流電流霍爾TA1、直流電容Cdl、Cd2、Cd30
[0004]同理，地鐵能量回饋裝置在停機狀態下，功率柜中的三相交流濾波電容Cl、C2、C3電壓為零。這時如果直接閉合三相交流斷路器QF2、QF3、QF4，將產生極大的沖擊電流，損壞三相交流斷路器QF2、QF3、QF4、三相交流電流霍爾傳感器TA2、TA3、TA4、三相交流濾波電容C1、C2、C30
[0005]現有的方法是在需要保護的電容前方串聯緩沖裝置，即通過緩沖裝置先給各個電容預充電，然后再閉合各個斷路器工作。
[0006]問題是，該種方法需要使用多個緩沖裝置，由于緩沖裝置體積龐大、成本高昂，這種保護方式無疑讓生產廠商和購買者均不接受。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是現有的電容預充電保護方式需要高昂的成本，且導致整個裝置體積龐大。
[0008]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法，所述回饋裝置包括直流母線電容和交流濾波電容，包括以下步驟:步驟1:直流母線電容緩起I)在直流母線電容與直流電源之間串聯緩起裝置，該裝置包括直流主接觸器QFl、直流電容預充電接觸器KMl和直流預充電電阻Rl，所述直流電容預充電接觸器KMl和直流預充電電阻Rl串聯后并聯直流主接觸器QFl ;所述直流主接觸器QFl斷開，直流電容預充電接觸器KMl斷開；2)閉合直流電容預充電接觸器KM1，通過直流預充電電阻Rl對直流母線電容進行限流充電；3)當直流母線電容的電壓上升到和輸入的直流觸網電壓一致后，吸合直流主接觸器QFl ;為后部串聯的三相H橋逆變電路供電；步驟2:交流濾波電容緩起I)交流濾波電容并聯在三相H橋逆變電路中，回饋裝置控制器控制三相H橋逆變電路逆變產生從零逐漸增加到與電網幅值、相位相同的正弦波電壓；2)當三相交流濾波電容上建立起與電網同相、同幅的交流電壓時，閉合三相交流斷路器。
[0009]首先通過緩起裝置為直流母線電容進行預充電，保證直流端直流主接觸器、直流電流霍爾、直流電容不易損害。當預充電到位后，本方法突破常規思維，直接利用三相H橋逆變電路，在三相交流濾波電容上建立起與電網同相、同幅的交流電壓，實現三相交流濾波電容的預充電。該種方式，解決了三相交流濾波電容上需要的三個緩起裝置，大大節約了生產成本的同時，將整個裝置的體積降低到最小。
[0010]進一步，所述步驟I還包括4)主接觸器QFl吸合后，延時兩秒，斷開直流電容預充電接觸器KMl。延時斷開直流電容預充電接觸器KMl，可有效保證主接觸器QFl吸合的效果。
[0011]本發明的優點是:只使用一個緩起裝置，同時實現交、直流電容的無沖擊緩起，節約成本，降低裝置的體積。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明裝置的結構示意圖。
[0013]圖2是本發明方法的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，地鐵能量回饋裝置在停機狀態下，直流開關柜各開關狀態如下:刀閘QS斷開、直流主接觸器QFl斷開、直流電容預充電接觸器KMl斷開、直流電容放電接觸器KMd斷開。其中，所述直流電容預充電接觸器KMl和直流預充電電阻Rl串聯后并聯直流主接觸器QFl組成緩起裝置，所述緩起裝置與刀閘QS串聯。
[0015]功率柜中，3相H橋逆變器各相對應設置有三相交流濾波電容C1、C2、C3、三相交流斷路器 QF2、QF3、QF4。
[0016]如圖2所示，本發明控制流程如下:
開機狀態下；
首先，閉合刀閘QS;
然后閉合直流電容預充電接觸器KMl ;
通過直流預充電電阻Rl對直流電容Cdl、Cd2、Cd3進行限流充電10s，使得直流電容Cdl、Cd2、Cd3電壓上升到和輸入的直流觸網電壓一致；
吸合直流主接觸器QFl ;
延時2s，確保直流主接觸器QFl吸合到位后，斷開直流電容預充電接觸器KMl ;
等待三相H橋逆變電路的逆變輸出電壓從零逐漸增加到與電網幅值、相位相同的正弦波電壓；
延時1S，等待三相交流濾波電容上建立起與電網同相、同幅的交流電壓；
閉合三相交流斷路器。
[0017]本發明的工作原理如下:
地鐵能量回饋裝置在停機狀態下，直流開關柜各開關狀態如下:刀閘QS斷開、直流主接觸器QFl斷開、直流電容預充電接觸器KMl斷開、直流電容放電接觸器KMd斷開。
[0018]回饋裝置控制器(基于TI DSP，安裝在直流開關柜中)接到啟動命令后，首先控制刀閘QS閉合。由于功率柜中的直流電容Cdl、Cd2、Cd3在停機狀態電壓為零，因此直流主接觸器QFl不能立即吸合，不然將產生極大的沖擊電流，損壞直流主接觸器QF1、直流電流霍爾 TAl、直流電容 Cdl、Cd2、Cd3。
[0019]因此，在刀閘QS閉合后先吸合直流預充電接觸器KMl，通過直流預充電電阻Rl對直流電容Cdl、Cd2、Cd3進行限流充電。當直流電容Cdl、Cd2、Cd3電壓上升到和輸入的直流觸網電壓一致后，再吸合直流主接觸器QF1，這樣就能避免QFl吸合時的電流沖擊，保護QFl、直流電流霍爾TAl、直流電容Cdl、Cd2、Cd3免受損壞。
[0020]同理，地鐵能量回饋裝置在停機狀態下，功率柜中的三相交流濾波電容Cl、C2、C3電壓為零。這時如果直接閉合三相交流斷路器QF2、QF3、QF4，將產生極大的沖擊電流，損壞三相交流斷路器QF2、QF3、QF4、三相交流電流霍爾傳感器TA2、TA3、TA4、三相交流濾波電容C1、C2、C30
[0021]因此，回饋裝置控制器(基于TI DSP，安裝在直流開關柜中)控制3相H橋逆變器產生和電網電壓Ua、Ub、Uc (由三相電壓互感器PT1、PT2、PT3)幅值、相位相同的正弦波電壓，然后閉合三相交流斷路器QF2、QF3、QF4，這樣就能避免QF2、QF3、QF4閉合時產生的沖擊電流，保護三相交流斷路器QF2、QF3、QF4、三相交流電流霍爾傳感器TA2、TA3、TA4、三相交流濾波電容Cl、C2、C3免受損壞。采用這種交流濾波電容逆變緩啟動方式，可以省去類似直流電容緩起的預充電接觸器、電阻，降低裝置復雜性，減小體積、降低成本。
[0022]3相H橋逆變器產生的交流電壓經過I秒鐘的時間從零逐漸增加到電網電壓幅值，避免突加電壓對3相H橋逆變器的主功率開關器件IGBT (絕緣柵門極雙極型晶體管)、三相交流濾波電容Cl、C2、C3產生電流沖擊，保護它們不受損壞。
【主權項】
1.一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法，所述回饋裝置包括直流母線電容和交流濾波電容，其特征是包括以下步驟: 步驟1:直流母線電容緩起 在直流母線電容與直流電源之間串聯緩起裝置，該裝置包括直流主接觸器QFl、直流電容預充電接觸器KMl和直流預充電電阻Rl，所述直流電容預充電接觸器KMl和直流預充電電阻Rl串聯后并聯直流主接觸器QFl ;所述直流主接觸器QFl斷開，直流電容預充電接觸器KMl斷開； 閉合直流電容預充電接觸器KMl，通過直流預充電電阻Rl對直流母線電容進行限流充電； 3)當直流母線電容的電壓上升到和輸入的直流觸網電壓一致后，吸合直流主接觸器QFl ;為后部串聯的三相H橋逆變電路供電； 步驟2:交流濾波電容緩起 交流濾波電容并聯在三相H橋逆變電路中，回饋裝置控制器控制三相H橋逆變電路逆變產生從零逐漸增加到與電網幅值、相位相同的正弦波電壓； 當三相交流濾波電容上建立起與電網同相、同幅的交流電壓時，閉合三相交流斷路器。2.根據權利要求1所述的一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法，其特征是:所述步驟I還包括4)主接觸器QFl吸合后，延時兩秒，斷開直流電容預充電接觸器KM1。
【專利摘要】一種地鐵能量回饋裝置的無沖擊緩啟動方法，所述回饋裝置包括直流母線電容和交流濾波電容，包括以下步驟：步驟1：直流母線電容緩起1）在直流母線電容與直流電源之間串聯緩起裝置；2）閉合直流電容預充電接觸器KM1；3）當直流母線電容的電壓上升到和輸入的直流觸網電壓一致后，吸合直流主接觸器QF1；步驟2：交流濾波電容緩起1）交流濾波電容并聯在三相H橋逆變電路中；2）當三相交流濾波電容上建立起與電網同相、同幅的交流電壓時，閉合三相交流斷路器。該種方式，解決了三相交流濾波電容上需要的三個緩起裝置，大大節約了生產成本的同時，將整個裝置的體積降低到最小。
【IPC分類】H02B1/24
【公開號】CN105186302
【申請號】CN201510493531
【發明人】仇志凌, 劉定坤, 胡磊磊, 李錦 , 花躍學, 朱錚平, 許忠元, 張勇, 張明, 萬里強, 芮國強, 葛文海
【申請人】南京亞派科技股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月13日