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专利摘要

本发明提供一种矿井直流架线用整流电源装置及其架线短路检测方法，其中矿用整流电源系统直流架线短路检测方法包括通过整流电源架线电流故障识别及输入交流电源电压跌落故障识别，综合对架线短路情况进行判断，具体包括以下步骤：检测整流电源架线电流故障识别算法是否达到架线电流故障预定条件；以及检测整流电源输入交流电源线电压是否跌落至预设的整定阈值；若存在任意检测结果为否，则判断为不符合架线短路的情形，从而不进行保护动作。本发明能有效区分矿井下架线整流电源供电系统的直流远距离架线短路电流和多机车近距离启动电流，实现架线短路故障的可靠检测及保护。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010645089.2
申请日期:
2020-07-07
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
H02M7/155 ; H02M7/162 ; G01R31/52 ; H02H7/26 ; H02H1/00
发明/设计人:
盛晨兴，乔力江汉
权利要求: 1.一种矿井直流架线用整流电源装置，其特征在于，包括：三相真空交流接触器，用于控制接入三相交流电源；三相全桥整流电路，用于将三相交流电整流成脉动的直流电，为架线负载提供直流工作电源，其串联在三相真空交流接触器之后；直流电流传感器，用于检测输出工作电流，其串接于架线输出回路中；交流电压传感器，用于感知整流电源的输入交流线电压，其并接于输入三相交流电源的AB相间；微处理器，用于控制所述三相全桥整流电路的通断，同时实时采集所述直流电流传感器、直流电压传感器的输出，实时计算出整流电源输出直流的电流上升率、电流增量以及整流电源输出直流电压，通过整流电源架线电流故障识别及输入交流电源电压跌落故障识别综合对架线短路情况进行判断；上位机，其与所述微处理器电路通讯。2.根据权利要求1所述的矿井直流架线用整流电源装置，其特征在于，所述三相全桥整流电路是三相全桥可控硅整流电路，所述直流电流传感器是架线直流电流霍尔传感器。3.根据权利要求1所述的矿井直流架线用整流电源装置，其特征在于，上位机是能够直接发出操控命令的便携移动设备，所述上位机具有输入用的键盘、键盘处理、显示处理电路以及显示器。4.一种矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，其基于权利要求1-3中任一项所述的矿井直流架线用整流电源装置，包括通过整流电源架线电流故障识别及输入交流电源电压跌落故障识别综合对架线短路情况进行判断，具体包括以下步骤：检测整流电源架线电流故障识别算法是否达到架线电流故障预定条件；以及检测整流电源输入交流电源线电压是否跌落至预设的整定阈值；若存在任意检测结果为否，则判断为不符合架线短路的情形，从而不进行保护动作。5.根据权利要求4所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，其中整流电源架线电流故障识别基于架线电流上升率、架线电流稳态增量综合对架线短路情况进行判断，具体包括以下步骤：检测架线电流上升率是否达到预设的电流上升率整定值；以及检测架线电流稳态增量是否达到预设的整定阈值；若存在任意检测结果为否，则判断为不符合架线短路的情形，从而不进行保护动作。6.根据权利要求5所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，该方法还进一步基于架线电流上升率回落至预设的电流上升率整定值以下的时间对架线短路情况进行判断，具体包括：检测架线电流上升率回落至预设的电流上升率整定值以下的时间是否在预设的返回延时整定值以内；若检测结果为否，则判断为不符合架线短路的情形，从而不进行保护动作。7.根据权利要求4或5所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，在检测架线电流上升率达到预设的电流上升率整定值，检测架线电流稳态增量达到预设的整定阈值，以及检测架线电流上升率回落至预设的电流上升率整定值以下的时间在预设的返回延时整定值以内的情况下，若架线电流稳态增量的延时时间达到预设的延时整定值，则判断为符合架线电流故障的情形。8.根据权利要求4或5所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，在检测架线电流上升率达到预设的电流上升率整定值，检测架线电流稳态增量达到预设的整定阈值，以及检测架线电流上升率回落至预设的电流上升率整定值以下的时间在预设的返回延时整定值以内的情况下，若整流电源的架线电压在正常范围内，则判断为符合架线远距离短路的情形。9.根据权利要求4或5所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，在检测架线电流上升率达到预设的电流上升率整定值，检测架线电流稳态增量达到预设的整定阈值，以及检测架线电流上升率回落至预设的电流上升率整定值以下的时间在预设的返回延时整定值以内的情况下，若整流电源的架线输出电压低于正常范围，则判断为符合架线近距离机车起动的大电流的情形，从而不进行短路保护操作。10.根据权利要求4或5所述的矿用直流架线短路检测方法，其特征在于，当检测整流电源架线电流故障识别算法达到架线电流故障预定条件，再检测疑似架线电流故障时的整流电源输入交流电源线电压是否跌落至预设的整定阈值，如果是，则判断为符合架线短路的情形，从而进行保护动作。