[发明专利]电动机驱动系统中的接地故障位置确定的设备和方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于对高阻抗接地电动机驱动系统中的接地故障位置进行自动化确定的设备和方法。

背景技术

在各种各样的自动化工业应用中采用多驱动系统，在该工业应用中，通常使用来自共享的AC电源或者DC电源的电力，经由分布式电力系统来操作两个或更多个电动机驱动。在这种电力分布配置中经常采用高阻抗接地(HRG)，以使系统部件能够在接地故障状况期间连续工作，其中高接地阻抗被用于限制接地故障电流的量，以使得能够连续的安全系统工作并且有利于接地故障的检测。然而，当检测到接地故障情况时，可能难以识别故障状况的来源，尤其是在很多电动机驱动被连接到单个电源时。通常情况下，维修人员必须关闭或者去激活共享的DC母线或者共享的AC连接上的所有的驱动，并且在通常漫长的消除故障的处理中反复测试个体驱动，以确定哪个驱动有接地问题。在每个驱动处，在驱动被运行时必须进行接地电流测量，这妨碍了在排错过程期间对该驱动以及其他去激活的驱动的使用，并且还需要连接的电动机工作以进行接地故障测试，这在某些制造情况下可能是不利的。因此，用于对接地故障源进行定位的传统技术耗时，并且就系统停机以及用于维修人员的人力成本而言昂贵。因此，仍然需要用于电动机驱动系统中的接地故障位置确定的改进的技术和设备。

发明内容

现在，对本公开内容的一个或更多个方面进行概述以有助于基本了解公开内容，其中，本发明内容不是公开内容的延伸的综述，并且不意图识别公开内容的某些元件，也不意图划定本发明内容的范围。反之，本发明内容的主要目的是在下文中给出更详细的描述之前以简要的形式给出本公开内容的各种概念。本公开内容提供了用于自动地识别多驱动系统中的一个或更多个可疑接地故障位置的设备和方法，通过该设备和方法可以避免或移除传统技术中的上述缺点。

根据本公开内容的一个或更多个方面提供了用于识别可疑接地故障位置的自动方法，其中，控制器例如可编程逻辑控制器或PLC经由通信网络连接以与多个驱动进行通信。该方法涉及使用控制器来选择第一电动机驱动、自动地禁用未选择的驱动并且确定在该系统条件下是否检测到接地故障。如果检测到接地故障，则所选择的驱动被识别为可疑接地故障位置。方法还包括然后使用控制器来选择另一驱动并且以自动的方式重复处理来单独地隔离与接地故障相关联的驱动或者单独地免除作为故障位置可疑的驱动。在这种方式下，操作员或维修人员可以例如通过分布式控制系统的控制室或控制面板与控制器交互，并且快速地定位接地故障问题的来源以用于进一步研究和矫正措施。此外，通过该方法，可以通过减少系统故障时间以及减少与访问并手动测试多驱动系统中的每个电动机驱动的场地维修人员相关联的劳动力成本来节省显著的时间和成本。此外，即使所检测的接地故障情形的本质和范围将允许用于继续的系统用途，本公开内容的技术也有利地促进对系统操作员的可靠的智能报告：接地故障情形存在，并且快速识别被作为维修目标或者作为在初始诊断中涉及少量人员交互或没有人员交互的情况下的进一步的测试目标的一个或更多个可能的位置。

方法的某些实施方式还包括在系统主电路断路器被闭合时禁用所有的驱动并且确定是否检测到接地故障情形，从而将系统输入或共用DC母线识别为可疑接地故障位置。此外，某些实现包括通过设置的选择性消息来具体测试DC侧接地故障和/或测试电动机侧接地故障以设置联网的电动机驱动及其包括的本地驱动断开开关和/或输出逆变器开关的操作状态。此外，某些实施方式有利地提供连接的电动机的受控操作以用于确定电动机侧故障情形是否存在，或者控制器可以将指定命令发送至电动机驱动以在零矢量状态下放置一个或更多个逆变器开关装置以使得在所连接的电动机不旋转的情况下确定电动机侧故障是否存在。因此，所公开的方法有利地促进了在相对于在很少的系统故障时间或没有系统故障时间并且在最小的操作员交互的情况下检测的接地故障而自动或半自动地获得的诊断信息的量的相对精细粒度。

根据本公开内容的另外的方面，公开了包括用于进行接地故障位置识别方法的计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质。

此外，公开了用于自动地识别多驱动系统中的可疑接地故障位置的控制器设备，该控制器设备包括电子存储器、网络接口以及被装备成经由连接的通信网络与电动机驱动通信的至少一个处理器。处理器被编程以在经由网络消息禁用剩余驱动的情况下自动地选择并启用用于测试的电动机驱动中的一个电动机驱动，以及在所选择的驱动被启用的情况下如果检测到故障则自动地将所选择的驱动识别为可疑接地故障位置，并且针对一个或更多个其他驱动重复进行处理。

附图说明