张 波，李 博，赵俊博，何欣宇，黎梅云，孙庆文

(中车青岛四方车辆研究所有限公司，山东 青岛 266031)

本文中的CRH3型动车组交流辅助供电系统(以下简称“IT系统”)为IT系统，以该系统为例，对其接地故障进行研究，通过建立分析仿真模型，提出可靠的接地故障检测方法。

1 接地故障检测原理

1.1 单台辅助变流器工作时的接地检测

CRH3型动车组交流辅助供电系统由多台辅助变流器输出并联构成。单台辅助变流器工作时，CRH3型动车组IT系统接地故障等效原理图如图1所示。

图1 单台辅助变流器工作时IT系统接地故障等效原理图

其中，RU、RV、RW、Rm为接地检测电阻，且阻值相同；CU、CV、CW为输出对地电容，且容值相同；Re为等效接地电阻；N、N1、N2为中性点。

图1所示的IT系统若无接地故障，且三相交流负载平衡时，N1对地电压为0；当系统发生接地故障时，中性点偏移，N1对地电压不再为0。

在实际的IT系统中，接地点位置随机，因此通过直接测量Re的电压和电流来确定系统接地情况的方式实施起来较为困难。但是可通过间接测量的方式实现，例如,可通过测量Rm电压的方式间接了解系统接地情况。

(1)

(2)

(3)

联立式(1)～(3)可得：

(4)

(5)

针对系统接地点电流，由基尔霍夫电流定律可得：

(6)

(7)

式中：s——拉普拉斯算子；

C——输出对地电容值。

假设接地检测电阻值为R，即RU=RV=RW=Rm=R，联立式(4)～(7)可得：

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

1.2 多台辅助变流器工作时的接地检测

多台辅助变流器工作发生接地故障时，CRH3型动车组IT系统接地故障等效原理图如图2所示。

多台辅助变流器工作时，由基尔霍夫电流定律可得：

(13)

结合式(4)～(6)以及式(13)可得：