高速断路器的保护控制方法、装置、牵引控制系统和列车与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置、一种牵引控制系统和一种列车。

背景技术：

目前，列车的牵引控制系统中一般设置高速断路器进行电路异常的保护。高速断路器可在电路过流时自动触发断开，并且高速断路器可进行自检，即实时检测自身的开关状态，并将自身开关状态反馈给控制器。当高速断路器检测到自身处于断开状态时，控制器通过软件逻辑对高速断路器进行相应控制。

然而，在实际应用中常发生高速断路器自检错误的情况，此时可能导致控制器在软件上误动作，从而控制原本处于闭合状态的高速断路器断开，这无疑会严重影响列车的运行，给列车带来安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，能够提高列车运行的可靠性和安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置。

本发明的第四个目的在于提出一种牵引控制系统。

本发明的第五个目的在于提出一种列车。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，其中，所述牵引控制系统包括分别对应列车的每节车厢设置的高速断路器和逆变器，所述高速断路器的一端与电源相连，所述高速断路器的另一端与所述逆变器相连，所述保护控制方法包括以下步骤：获取所述高速断路器的回检信号，并根据所述回检信号判断所述高速断路器的检测状态是否处于断开状态；如果判断所述高速断路器的检测状态处于断开状态，则获取所述逆变器的母线电压，并根据所述母线电压判断所述高速断路器的实际状态是否处于断开状态；如果判断所述高速断路器的实际状态处于断开状态，则生成第一断电命令，并将所述第一断电命令发送给所述高速断路器以使所述高速断路器维持断开状态。

根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，在根据回检信号判断高速断路器的检测状态处于断开状态后，进一步获取逆变器的母线电压，并根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态，并在判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，生成第一断电命令，以及将该第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。由此，通过进一步对母线电压进行判断，能够准确地判断高速断路器是否断开，防止后续错误地发出断开命令，从而能够保障列车正常运行，在判断高速断路器断开后，通过发送断开命令，能够有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，进一步保障了列车的正常运行，大大提高了列车运行的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例提出的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，能够大大提高列车运行的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置，其中，所述牵引控制系统包括分别对应列车的每节车厢设置的高速断路器和逆变器，所述高速断路器的一端与电源相连，所述高速断路器的另一端与所述逆变器相连，所述保护控制装置包括：第一获取模块，用于获取所述高速断路器的回检信号；第一判断模块，用于根据所述回检信号判断所述高速断路器的检测状态是否处于断开状态；第二获取模块，用于在所述第一判断模块判断所述高速断路器的检测状态处于断开状态时，获取所述逆变器的母线电压；第二判断模块，用于根据所述母线电压判断所述高速断路器的实际状态是否处于断开状态；控制模块，用于在所述第二判断模块判断所述高速断路器的实际状态处于断开状态时，生成第一断电命令，并将所述第一断电命令发送给所述高速断路器以使所述高速断路器维持断开状态。

根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置，在第一判断模块根据回检信号判断高速断路器的检测状态处于断开状态后，第二获取模块进一步获取逆变器的母线电压，第二判断模块根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态，在第二判断模块判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，控制模块可生成第一断电命令，并将该第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。由此，通过进一步对母线电压进行判断，能够准确地判断高速断路器是否断开，防止后续错误地发出断开命令，从而能够保障列车正常运行，在判断高速断路器断开后，通过发送断开命令，能够有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，进一步保障了列车的正常运行，大大提高了列车运行的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种牵引控制系统，其包括本发明第三方面实施例提出的牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置。

根据本发明实施例的牵引控制系统，能够大大提高列车运行的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种列车，其包括本发明第四方面实施例提出的牵引控制系统。

根据本发明实施例的列车，可靠性和安全性较高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过对本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的牵引控制系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法的流程图；

图3为根据本发明另一个实施例的牵引控制系统的结构示意图；

图4为根据本发明一个具体实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法的流程图；

图5为根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置的方框示意图；

图6为根据本发明实施例的牵引控制系统的方框示意图；

图7为根据本发明实施例的列车的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的高速断路器的保护控制方法、装置、牵引控制系统和列车。

本发明实施例的牵引控制系统包括分别对应列车的每节车厢设置的高速断路器、主接触器和逆变器。如图1所示，高速断路器1的一端与电源2相连，其中，电源2既可以为车载电源，也可以为外部电网，电源2用以为列车运行提供电能。高速断路器1的另一端与逆变器3相连，主接触器4连接在高速断路器1的另一端和逆变器3之间。

在本发明的一个实施例中，高速断路器1、主接触器4设置在电源2的正极端，在电源2的负极端还可设置负极接触器5。高速断路器1在常态下处于闭合状态，在主接触器4和负极接触器5闭合后，逆变器3可在逆变控制器的控制下将电源2提供的直流电转换为牵引系统所需的交流电，从而实现牵引系统的上电。在牵引系统上电后，如果相关电路发生异常，例如发生过压或过流等，可控制高速断路器1断开，以快速切断电源，保护相关电路元件免于损坏。

由于电源2的电压较高，一般在800v左右，为避免上电瞬间的电流冲击对牵引系统及牵引控制系统等造成损坏，可在上电前进行预充电。进一步地，如图1所示，牵引控制系统还可包括分别对应列车的每节车厢设置的预充接触器6，预充接触器6与分压电阻串联构成预充支路，预充支路与主接触器4并联连接。由此，通过在上电前先闭合预充接触器6、断开主接触器4以及闭合负极接触器5，分压电阻可在上电瞬间进行分压，待牵引系统的电流稳定后判断预充电完成，此时可闭合主接触器4以实现牵引系统的正常上电。

图2为根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法的流程图。

如图2所示，本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，包括以下步骤：

s1，获取高速断路器的回检信号，并根据回检信号判断高速断路器的检测状态是否处于断开状态。

如图3所示，本发明实施例的高速断路器可对自身的开关状态进行回检，并生成回检信号。高速断路器还通过回检线与逆变控制器相连，以便将回检信号发送给逆变控制器。

由于回检信号是高速断路器对自身开关状态的检测得到的，因此可根据回检信号判断高速断路器的检测状态是否处于断开状态。

s2，如果判断高速断路器的检测状态处于断开状态，则获取逆变器的母线电压，并根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态。

在判断高速断路器的检测状态处于断开状态时，可进一步获取逆变器的母线电压，即逆变器直流输入端的电压。然后，可判断母线电压是否小于预设电压阈值，如果母线电压小于预设电压阈值，则判断高速断路器的实际状态处于断开状态。

应当理解，如果高速断路器断开，逆变器失电，逆变器的母线电压可迅速降低。因此，通过对逆变器的母线电压与预设电压阈值进行比较，可有效判断出高速断路器的实际状态是否处于断开状态。预设电压阈值可远小于电源的电压，在本发明的一个具体实施例中，预设电压阈值可取400～500v。

s3，如果判断高速断路器的实际状态处于断开状态，则生成第一断电命令，并将第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。

在本发明的一个实施例中，逆变控制器可包括主控板和驱动板。当逆变器的母线电压小于预设电压阈值时，驱动板可生成欠压标识，并将该欠压标识发送给主控板。主控板在接收到该欠压标识时，可根据该欠压标识生成第一断电命令，并将第一断电命令发送给高速断路器。高速断路器持续执行该第一断电命令以维持断开状态。

进一步地，在高速断路器维持断开状态时，还可根据接收到的外部上电指令生成第一上电命令，并将第一上电命令发送给高速断路器以控制高速断路器闭合。由于高速断路器和逆变器是分别对应列车的每节车厢设置的，在任一节车厢的牵引系统需要上电时，直接控制该节车厢的高速断路器闭合即可，不影响其他车厢的上电状态，从而能够保障列车正常运行。

根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，在根据回检信号判断高速断路器的检测状态处于断开状态后，进一步获取逆变器的母线电压，并根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态，并在判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，生成第一断电命令，以及将该第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。由此，通过进一步对母线电压进行判断，能够准确地判断高速断路器是否断开，防止后续错误地发出断开命令，从而能够保障列车正常运行，在判断高速断路器断开后，通过发送断开命令，能够有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，进一步保障了列车的正常运行，大大提高了列车运行的可靠性和安全性。

此外，为进一步有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，在本发明的一个实施例中，在判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，还可生成第二断电命令，并将第二断电命令发送给主接触器以控制主接触器断开。在主接触器断开后，如果接收到外部上电指令，则还需控制主接触器闭合。因此，在高速断路器维持断开状态时，还根据接收到的外部上电指令生成第二上电命令，并将第二上电命令发送给主接触器以控制主接触器闭合。

在本发明的一个具体实施例中，如图4所示，牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法可包括以下步骤：

s101，根据回检信号判断高速断路器的检测状态是否处于断开状态。如果是，则执行步骤s102；如果否，则重复执行步骤s101以持续根据回检信号判断高速断路器的检测状态。

s102，判断逆变器的直流母线电压是否小于450v。如果是，则执行步骤s103；如果否，则重复执行步骤s102以持续根据逆变器的直流母线电压判断高速断路器的实际状态。

s103，驱动板向主控板发送欠压标识。

s104，主控板将高速断路器的控制命令设置为断开。

s105，判断是否接收到上电命令。如果是，则执行步骤s106；如果否，则重复执行步骤s105以持续判断是否接收到上电命令。

s106，控制高速断路器闭合以重新上电。通过控制单节车厢的高速断路器闭合，可对该节车厢进行单独上电，而无需在控制高速断路器闭合前断开所有车厢的电源。

对应上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可实现本发明上述实施例提出的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法。

根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，能够大大提高列车运行的可靠性和安全性。

为实现上述实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制方法，本发明还提出一种牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置。

本发明实施例的保护控制装置可包括逆变控制器，或设置在逆变控制器，其能够实现本发明上述实施例中逆变控制器的功能。如图5所示，本发明实施例的保护控制装置，包括：第一获取模块10、第一判断模块20、第二获取模块30、第二判断模块40和控制模块50。

其中，第一获取模块10用于获取所述高速断路器的回检信号；第一判断模块20用于根据回检信号判断高速断路器的检测状态是否处于断开状态；第二获取模块30用于在第一判断模块20判断高速断路器的检测状态处于断开状态时，获取逆变器的母线电压；第二判断模块40用于根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态；控制模块50用于在第二判断模块40判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，生成第一断电命令，并将第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。

如图3所示，本发明实施例的高速断路器1可对自身的开关状态进行回检，并生成回检信号。高速断路器1还通过回检线与第一获取模块10相连，以便将回检信号发送给第一获取模块10。

由于回检信号是高速断路器对自身开关状态的检测得到的，因此第一判断模块20可根据回检信号判断高速断路器的检测状态是否处于断开状态。

在第一判断模块20判断高速断路器的检测状态处于断开状态时，第二获取模块30可进一步获取逆变器的母线电压，即逆变器直流输入端的电压。然后，第二判断模块40可判断母线电压是否小于预设电压阈值，并在母线电压小于预设电压阈值时，判断高速断路器的实际状态处于断开状态。

应当理解，如果高速断路器断开，逆变器失电，逆变器的母线电压可迅速降低。因此，通过对逆变器的母线电压与预设电压阈值进行比较，可有效判断出高速断路器的实际状态是否处于断开状态。预设电压阈值可远小于电源的电压，在本发明的一个具体实施例中，预设电压阈值可取400～500v。

在本发明的一个实施例中，控制模块50可包括主控板和驱动板。当逆变器的母线电压小于预设电压阈值时，驱动板可生成欠压标识，并将该欠压标识发送给主控板。主控板在接收到该欠压标识时，可根据该欠压标识生成第一断电命令，并将第一断电命令发送给高速断路器。高速断路器持续执行该第一断电命令以维持断开状态。

进一步地，控制模块50在高速断路器维持断开状态时，还可根据接收到的外部上电指令生成第一上电命令，并将第一上电命令发送给高速断路器以控制高速断路器闭合。由于高速断路器和逆变器是分别对应列车的每节车厢设置的，在任一节车厢的牵引系统需要上电时，直接控制该节车厢的高速断路器闭合即可，不影响其他车厢的上电状态，从而能够保障列车正常运行。

根据本发明实施例的牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置，在第一判断模块根据回检信号判断高速断路器的检测状态处于断开状态后，第二获取模块进一步获取逆变器的母线电压，第二判断模块根据母线电压判断高速断路器的实际状态是否处于断开状态，在第二判断模块判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，控制模块可生成第一断电命令，并将该第一断电命令发送给高速断路器以使高速断路器维持断开状态。由此，通过进一步对母线电压进行判断，能够准确地判断高速断路器是否断开，防止后续错误地发出断开命令，从而能够保障列车正常运行，在判断高速断路器断开后，通过发送断开命令，能够有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，进一步保障了列车的正常运行，大大提高了列车运行的可靠性和安全性。

此外，为进一步有效防止因高速断路器误闭合而导致的电路元件损坏，在本发明的一个实施例中，控制模块50在第二判断模块40判断高速断路器的实际状态处于断开状态时，还可生成第二断电命令，并将第二断电命令发送给主接触器以控制主接触器断开。在主接触器断开后，如果接收到外部上电指令，则还需控制主接触器闭合。因此，控制模块50在高速断路器维持断开状态时，还根据接收到的外部上电指令生成第二上电命令，并将第二上电命令发送给主接触器以控制主接触器闭合。

对应上述实施例，本发明还提出一种牵引控制系统。

如图6所示，本发明实施例的牵引控制系统1000，包括本发明上述实施例提出的牵引控制系统中高速断路器的保护控制装置100，其具体的实施方式可参照上述实施例，为避免冗余，在此不再赘述。

根据本发明实施例的牵引控制系统，能够大大提高列车运行的可靠性和安全性。

对应上述实施例，本发明还提出一种列车。

如图7所示，本发明实施例的列车10000，包括本发明上述实施例提出的牵引控制系统1000。

根据本发明实施例的列车，可靠性和安全性较高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。