一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法及装置与流程

1.本发明涉及轨道交通辅助设备安全保护领域，具体涉及一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法及装置。

背景技术：

2.在轨道交通领域，为保证机车具有高度的可靠性，整车皆以“安全导向”为设计原则，机车保护系统主要包括接地检测、电压保护、电流保护、温度保护等。
3.其中辅助供电用干式变压器容量通常较大，一般采用强迫通风的方法来对辅助变压器进行冷却。常见的辅助供电用干式变压器的温度保护方法为：在辅助变压器绕组内部埋装温度检测装置，温度检测装置将辅助变压器温度实时传送给机车控制单元。当温度达到限定值时，机车将封锁对应辅助供电电源，实施辅助变压器超温保护。为避免温度限值设定的过低造成过度保护，同时由于轻量化设计要求，机车辅助变压器温度保护限值的选择通常接近辅助变压器绝缘材料热点。
4.上述温度保护方法的缺点在于：对于强迫通风冷却的干式辅助变压器，当风机供电或者风机本身发生故障时，与存在通风的条件相比，干式变压器各位置温升发生变化，依靠监测单点温度无法实施有效保护，这就往往需要系统增加额外的设备判断强迫通风用风机是否发生故障或者增加温度传感器，这种增加设备或传感器的方式，导致系统复杂程度增加，也会增加设计成本。

技术实现要素：

5.为解决背景技术中现有温度保护方法在不通风或通风异常的情况下可能导致辅助变压器超温保护失效的问题，本发明提供了一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法，该方法能够在不过度进行辅助变压器温度保护的同时解决上述当辅助变压器风机故障时辅助变压器超温保护失效的问题。
6.具体技术方案如下。
7.一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法，包括如下步骤：
8.若辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；
9.其中t1为温度变化率拐点，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。
10.优选地,还包括如下步骤：
11.若辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护，其中t＞t1。所述温度变化率拐点为辅助变压器正常工作的情况下对其进行温升试验时，辅助变压器温度变化值＜0.5k/min时所对应的温度值。在辅助变压器通风的情况下,即冷却风机正常工作时，当温度上升至一定值时，温度变化率趋于稳定。在辅助变压器不通风的情况下,即冷却风机故
障时，当温度上升至上述温度区间时，温度变化率仍处于波动状态。可知在该温度区间内，通风与不通风的情况下，辅助变压器温度变化率存在明显差异。因此本发明提出一种在特定温度区间内，通过判断辅助变压器温度变化率来判断辅助变压器风机是否故障的方法。该方法能够在不增加其他温度检测装置的情况下完成辅助变压器风机的状态判断。
12.其次，在判断出辅助变压器风机故障后，通过更改温度保护限值的方法来对辅助变压器实施超温保护。实现了辅助变压器超温分级保护，增加了超温保护的快速性与准确性。既避免了过度保护，也避免了以往单一保护值造成的保护不及时的问题。其次,本发明只需采用一个温度检测装置，无需增加其它检测设备，可灵活实施辅助变压器温度保护，节约成本，精简机车设备布置。
13.优选地,所述辅助变压器为干式变压器。
14.优选地，所述130℃《t《190℃，100℃≤t1≤130℃，20℃≤t2《50℃，1℃/min≤δt《3℃/min,1min≤
ɑ
《5min。
15.基于相同的发明构思,本发明还提供一种轨道交通用辅助变压器温度保护装置，包括：
16.温度设定单元，用于当辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；
17.第一保护单元，用于当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；
18.其中，其中t1为温度变化率拐点，，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。
19.优选地，还包括第二保护单元，用于当辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护，其中t＞t1。
20.优选地，所述辅助变压器为干式变压器。
21.优选地，所述130℃《t《190℃，100℃≤t1≤130℃，20℃≤t2《50℃，1℃/min≤δt《3℃/min,1min≤
ɑ
《5min。
22.由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明通过更改温度保护限值的方法来对辅助变压器实施超温保护。实现了辅助变压器超温分级保护，增加了超温保护的快速性与准确性。既避免了过度保护，也避免了以往单一保护值造成的保护不及时的问题。其次,本发明只需采用一个温度检测装置，无需增加其它检测设备，可灵活实施辅助变压器温度保护，节约成本，精简机车设备布置。
附图说明
23.图1为本发明温度保护方法的流程示意图；
24.图2为本发明温度保护装置的结构示意图；
25.图3为辅助变压器通风温升试验结果示意图；
26.图4为辅助变压器不通风温升试验结果示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
28.实施例1
29.参见图1，一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法，包括如下步骤：
30.若辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；
31.当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；
32.其中t1为温度变化率拐点，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。其中t＞t1。
33.若辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护。
34.所述辅助变压器为干式变压器。
35.各参数的取值为经验值，应根据变压器型号不同而设定不同的具体值。本实施例中，t为170℃，t1为130℃，t2为30℃，
△
t为2℃/min，
ɑ
为3min。
36.所述温度变化率拐点为辅助变压器正常工作的情况下对其进行温升试验时，辅助变压器温度变化值＜0.5k/min时所对应的温度值。实验方法具体如下：在强迫通风风机正常工作的情况下对干式辅助变压器进行温升试验，试验结果(如图3所示)表明，机车控制单元监测点温度达到130℃后，tcu温度变化值＜0.5k/min。
37.对强迫通风的干式辅助变压器进行不通风温升试验，试验结果(如图4所示)表明，相比于通风情况下辅助变压器温升分布点发生变化，温度最高点由7#转移到1#。在机车控制单元监测点温度达到130℃时(7#)，辅助变压器最高点温度已经达到157-160℃(1#、2#、3#、4#)附近，此时tcu监测的温度变化平均值为3.82k/min。可以得知，在辅助变压器风机故障的情况下，当机车控制单元监测点(7#)的温度达到保护值时170℃，辅助变压器(1#、2#、3#、4#)实际最高温度已超过设计允许的最高温度195℃，无法起到有效的超温保护作用。
38.实施例2
39.参见图2，一种轨道交通用辅助变压器温度保护装置，包括：
40.温度设定单元，用于当辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；
41.第一保护单元，用于当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；
42.其中，t1为温度变化率拐点，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。其中t＞t1。
43.第二保护单元，用于当冷却风机正常工作时，若辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护。
44.所述辅助变压器为干式变压器。
45.各参数的取值为经验值，应根据变压器型号不同而设定不同的具体值。本实施例中，t为160℃，t1为125℃，t2为35℃，
△
t为2℃/min，
ɑ
为3min。
46.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法，包括如下步骤：若辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；其中t1为温度变化率拐点，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。2.根据权利要求1所述的轨道交通用辅助变压器温度保护方法，其特征在于，还包括如下步骤：若辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护，其中t＞t1。3.根据权利要求1或2所述的轨道交通用辅助变压器温度保护方法，其特征在于：所述辅助变压器为干式变压器。4.根据权利要求1或2所述的轨道交通用辅助变压器温度保护方法，其特征在于：所述130℃<t<190℃，100℃≤t1≤130℃，20℃≤t2<50℃，1℃/min≤δt<3℃/min,1min≤
ɑ
<5min。5.一种轨道交通用辅助变压器温度保护装置，其特征在于，包括：温度设定单元，用于当辅助变压器温度高于t1且温度变化率大于
△
t的持续时间超过
ɑ
，则将辅助变压器的温度保护限值设定为t-t2；第一保护单元，用于当辅助变压器温度高于t-t2时，隔离辅助变压器，实施超温保护；其中，其中t1为温度变化率拐点，
△
t为预设温度变化率，
ɑ
为预设时长，t为预设温度保护限值，t2为预设温度保护差值。6.根据权利要求5所述的轨道交通用辅助变压器温度保护装置，其特征在于：还包括第二保护单元，用于当冷却风机正常工作时，若辅助变压器温度高于t，则隔离辅助变压器，实施超温保护，其中t＞t1。。7.根据权利要求5或6所述的轨道交通用辅助变压器温度保护装置，其特征在于：所述辅助变压器为干式变压器。8.根据权利要求5或6所述的轨道交通用辅助变压器温度保护装置，其特征在于：所述130℃<t<190℃，100℃≤t1≤130℃，20℃≤t2<50℃，1℃/min≤δt<3℃/min,1min≤
ɑ
<5min。

技术总结

本发明公开了一种轨道交通用辅助变压器温度保护方法及装置，包括如下步骤：若辅助变压器温度高于T1且温度变化率大于

技术研发人员：

康明明 陈安俊 邹焕青 雷欣 赵玉玲

受保护的技术使用者：

中车株洲电力机车有限公司

技术研发日：

2022.09.27

技术公布日：

2022/12/1