本发明涉及一种带有故障诊断功能的安全负极单向导通装置。
背景技术：
有轨电车无接触网供电技术不断涌现，专利号为cn201310712092.1的自绝缘模块化电力供应线路，在应用时其特有的安全负极电缆，仅作为保护接地使用，工作时流入线路耗散电流，出现短路故障时可承受短路电流，但不承担牵引回流电流。
现有的直流牵引供电系统中多采用双边供电技术，在有轨电车运行时，供电系统中将会有大量的牵引回流电流流入安全负极中。
安全负极电缆在变电所配备了过流保护装置，监测安全负极中的电流，当线路上的耗散电流超过限制或线路上发生短路时，保护装置将动作。如果有大量的牵引回流电流流入安全负极中将引起变电所保护装置的误动作，影响正常运营。
目前一种处理方式为采用单边供电方式，但是降低了牵引供电系统的供电能力，线路供电能力减半，并且牵引供电系统可靠性降低等不足。另一种处理方法为在变电所增加切换开关，这样也存在相应的不足。牵引供电系统仍然可以采用双边供电方式。需要保证每个供电区段的安全负极仅与一个变电所连接，当变电所出现故障时，开关需要进行切换，使安全负极与现有变电所断开连接并连接到相邻变电所，该方法投资大，控制逻辑复杂。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是为满足自绝缘模块化电力供应线路在应用时安全负极电缆不能流入牵引回流电流的需求，利用大功率二极管提供一种带有故障诊断功能的安全负极单向导通装置。
本发明采用的技术方案是：带有故障诊断功能的安全负极单向导通装置，安装在变电所中，串联在安全负极回路中，供电电源是由直流牵引变电所提供的220vac电源，包括：
大功率二极管，与变电所负极连接，用于电路单向导通并承担短路电流；
电压传感器，采集大功率二极管两端电压
电流传感器，采集大功率二极管支路电流；
可编程逻辑控制单元，用于处理大功率二极管电压、电流数据信息，故障诊断等；
显示屏，用于实时显示大功率二极管状态，电压、电流等参数；
通信模块，用于将大功率二极管故障信息上传至可编程逻辑控制单元。
所述的通信模块连接有电力监控系统。
所述的大功率二极管使用西门康的产品，型号是skke1200/18h4。
所述的可编程逻辑控制单元的核心控制单元使用b&r的产品，型号是x20cp1301。
所述的显示屏使用kinco的产品，型号是mt4414t。
所述的大功率二极管采用3个，且3个大功率二极管并联。
所述的大功率二极管并联一个检修用的隔离开关。
所述的电压传感器为ch7-800mv/v0电压传感器，所述的电流传感器为chz-200y31/a1电流传感器。
本发明的有益效果如下：
1.可以在双边供电方式下使自绝缘模块化电力供应线路能够正常运行，保证系统安全性。
2.经济性，不需要大量的资金投入就可以实现。
3.简单可靠，采用无源的大功率二极管，不需要复杂的逻辑。
4.方便检修维护，具有故障诊断系统，可以实时检测二极管的状态，并具有故障上传功能。
附图说明
图1为本发明应用后的供电系统原理图。
图2为本发明的电气原理图。
图中标记：1-安全负极单向导通装置，2-牵引变电所，3-牵引回流负极，4-安全负极，5-有轨电车，d-大功率二极管，s-检修开关，ic-电流传感器，dc-电压传感器，km-变电所负极母排，acc-供电电源，plc-可编程逻辑控制单元，ds-显示屏，ts-通信模块，cs-电力监控系统。
具体实施方式
下面结合附图对带有故障诊断功能的安全负极单向导通装置进行进一步说明。
如图1，这种带有故障诊断功能的安全负极单向导通装置，安全负极单向导通装置1安装在牵引变电所2中，串联在安全负极回路中，与牵引回流负极3和安全负极4连接，供电电源acc是由直流牵引变电所提供的220vac电源，大功率二极管d用于电路单向导通并承担短路电流，大功率二极管d使用西门康的产品，型号是skke1200/18h4；主回路采用3个二极管并联的方式，增加系统的可靠性；电压传感器dc，采集大功率二极管d两端电压，电流传感器ic，采集大功率二极管d支路电流；可编程逻辑控制单元plc，用于处理大功率二极管d电压、电流数据信息，故障诊断等，核心控制单元使用b&r的产品，型号是x20cp1301；显示屏ds，用于实时显示大功率二极管d状态，电压、电流等参数；通信模块ts，用于将大功率二极管d故障信息上传。为方便检修维护，大功率二极管并联一个检修用的隔离开关s。利用二极管的单向导通特性使回流负极中的电流不会流入安全负极中。使用的电压传感器ch7-800mv/v0和电流传感器chz-200y31/a1，用于采集二极管电压电流。该装置具有诊断二极管断路及短路故障的功能。
如图2，大功率二极管d的正向接变电所负极母排km，三个大功率二极管d的负向与电流传感器ic连接，大功率二极管d的两端并联电压传感器dc和检修开关s，电流传感器ic及电压传感器dc的输出与可编程逻辑控制单元plc连接，显示屏ds及通信模块ts均与可编程逻辑控制单元plc连接，供电电压acc给可编程逻辑控制单元plc供电。
通电后，设备自检，通过后正常投入使用，实时监测大功率二极管的电压及电流，在显示屏上显示各种数据及信息，并通过rs485/modbus协议将诊断信息发送给电力监控系统，以便检修维护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及具体发明构思加以等同替换或改变都应涵盖在本发明的保护范围之内。