Fcl平臺閃絡保護仿真裝置的製作方法
2023-10-10 02:45:59
專利名稱：Fcl平臺閃絡保護仿真裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於測量領域，尤其涉及一種用於電性能的測試裝置。
背景技術：
電力需求的不斷增長導致了輸電系統向長距離、大容量和高穩定性的方向發展。電力系統的安全穩定運行，是國民經濟可持續發展的重要前提。短路故障是危及電力系統安全穩定運行最為常見的故障之一。近年來，隨著我國電網結構的不斷加強，短路電流水平不斷攀升。許多地區特別是
沿海經濟發達地區電網的短路電流水平已經逼近甚至超過其開關遮斷容量，給電力系統安全穩定運行帶來較大壓力，並已成為電網發展的主要瓶頸之一。為了保持穩定輸電，快速排除短路故障保護是非常重要的。一般的機械斷路器切斷短路電流需要兩個或更多的周波，包括繼電保護的動作時間，而與斷路器一起使用的快速電流限制裝置能縮短故障保護時間。串聯諧振型故障電流限制器(Fault Current Limiter, FCL)原理如圖I所示,其主要由電抗器L、電容器C及快速旁路開關K (可採用如晶閘管、火花間隙、快速機械開關等類型的開關或其組合)組成。其中，電抗器L的工頻感抗與電容器C的容抗大小相同。正常工作條件下，開關K處於打開狀態(晶閘管處於阻斷狀態)，電容C和電感L處於工頻串聯諧振狀態，總的阻抗為零。當檢測到故障後，開關K迅速閉合(晶閘管快速導通)，電容被旁路，相當於在線路中接入電感L從而起到限流作用。除了上述一次設備以外，短路故障檢測診斷及觸發控制系統也是FCL裝置的重要組成部分。測量控制保護系統是對FCL裝置主設備進行自動測量、控制和保護的系統，該系統完成對FCL裝置的主要電氣量和運行狀態的測量、對運行狀態的控制、對主設備的監控和保護。測量控制保護系統按雙重化原則進行冗餘配置，並具有對自身和對外接口迴路的自檢和自診斷功能。這兩套系統配置相同、獨立運行、互為熱冗餘備用。每套系統包括完整的測量、控制、保護、監視、信號設備，均可以獨立啟動、運行和退出。因此，當測量控制保護系統中的一套因故障退出，另一套系統仍能保證故障電流限制器的正常投入、運行和退出。在FCL裝置的研究或設計階段，必須對上述系統進行試驗和仿真，並參照試驗和仿真結果，對研究或設計的結果進行驗證或作為修改的依據。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其可真實地模擬、反映FCL裝置的閃絡保護動作情況，為其測量控制保護系統的研究或設計提供相應的仿真結果，對故障電流限制器的研究或設計提供驗證平臺。本實用新型的技術方案是提供一種FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的閃絡保護仿真裝置由第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、一個邏輯「或」模塊、一個延時觸發模塊和閃絡保護保護軟壓板開關構成；其中，所述第一至第三電流比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相的電流信號分別連接，所述第一至第三電流比較模塊的第二輸入端與閃絡保護設定值連接，所述第一至第三電流比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯「與」模塊的第一輸入端連接；所述第一至第三邏輯「與」模塊的第二輸入端與閃絡保護保護軟壓板開關連接；所述第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端與邏輯「或」模塊的三個輸入端對應連接；所述邏輯「或」模塊的輸出端與延時觸發模塊的輸入端連接；所述延時觸發模塊的輸出端輸出閃絡保護動作結果。其中，所述的第一至第三電流比較模塊是比較電路。所述的邏輯「與」模塊是與門電路。所述的邏輯「或」模塊是或門電路。所述的延時觸發模塊包括延時電路、觸發導通或繼電器電路。 進一步的，所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。或者，所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由集成電路器件構成的模塊電路。與現有技術比較，本實用新型的優點是I.可實時、真實地模擬、反映FCL裝置的閃絡保護判斷和保護動作情況，為其測量控制保護系統提供相應保護邏輯的啟動判別邏輯或觸發判據並可仿真其動作結果；2.整個仿真裝置邏輯關係簡潔，動作可靠，易於實現；3.在真實環境(以實際元件來實現)或虛擬環境(以計算機軟體來實現)中均可實現，具有跨平臺、易於實現的特點和良好的再現性。
圖I是故障電流限制器的原理示意圖；圖2是本實用新型各構成部分的連接關係示意圖；圖3是本裝置的邏輯關係示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。圖I中，FCL裝置主要由電抗器L、電容器C及快速旁路開關K組成。其中，電抗器L的工頻感抗與電容器C的容抗大小相同。正常工作條件下，開關K處於打開狀態(晶閘管處於阻斷狀態)，電容C和電感L處於工頻串聯諧振狀態，總的阻抗為零。當檢測到故障後，開關K迅速閉合(晶閘管快速導通)，電容被旁路，相當於在線路中接入電感L從而起到限流作用。圖2中，本仿真裝置由第一至第三電流比較模塊I 3、第一至第三邏輯「與」模塊4 6、一個邏輯「或」模塊7、一個延時觸發模塊8和閃絡保護保護軟壓板開關K構成；其中，所述第一至第三電流比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相的電流信號分別連接，所述第一至第三電流比較模塊的第二輸入端與閃絡保護設定值連接，所述第一至第三電流比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯「與」模塊的第一輸入端連接；所述第一至第三邏輯「與」模塊的第二輸入端與閃絡保護保護軟壓板開關連接；所述第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端與邏輯「或」模塊的三個輸入端對應連接；所述邏輯「或」模塊的輸出端與延時觸發模塊的輸入端連接；所述延時觸發模塊的輸出端輸出閃絡保護動作結果。其中，所述的第一至第三電流比較模塊是比較電路。所述的邏輯「與」模塊是與門電路。所述的邏輯「或」模塊是或門電路。所述的延時觸發模塊包括延時電路、觸發導通或繼電器電路。 進一步的，所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。或者，所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由集成電路器件構成的模塊電路。所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為軟體功能模塊構成的模塊電路。具體的，延時電路可以採用阻容延時電路、555集成晶片或延時繼電器來實現，觸發導通或繼電器電路可以採用可控矽、晶閘管、開關管或繼電器來實現。圖中的la、lb、Ic為三相電流，Iset為閃絡保護定值。由於構成上述各個模塊電路的具體電路均為現有技術，本領域的技術人員，完全可以採用各種分立元件、集成電路或計算機軟體中的對應功能模擬模塊來構建上述各模塊電路，故其具體的線路圖在此不再進行描述。圖3中，給出了本裝置的邏輯關係示意圖，很明顯，用實際電子元件(真實環境)來實現或以計算機軟體(虛擬環境)來均可實現其邏輯關係或邏輯功能。故本裝置具有跨平臺、易於實現的特點和良好的再現性。由於本實用新型可真實地模擬、反映FCL裝置的閃絡保護動作情況，在真實環境(以實際元件來實現)或虛擬環境(以計算機軟體來實現)中均可實現，為FCL裝置保護系統提供了閃絡保護動作的觸發判據，並可仿真其動作結果。本實用新型可廣泛用於FCL裝置保護系統的研究、設計、製造領域。
權利要求1.ー種FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是 所述的閃絡保護仿真裝置由第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、一個邏輯「或」模塊、一個延時觸發模塊和閃絡保護保護軟壓板開關構成；其中， 所述第一至第三電流比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相的電流信號分別連接，所述第一至第三電流比較模塊的第二輸入端與閃絡保護設定值連接，所述第一至第三電流比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯「與」模塊的第一輸入端連接； 所述第一至第三邏輯「與」模塊的第二輸入端與閃絡保護保護軟壓板開關連接； 所述第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端與邏輯「或」模塊的三個輸入端對應連接； 所述邏輯「或」模塊的輸出端與延時觸發模塊的輸入端連接； 所述延時觸發模塊的輸出端輸出閃絡保護動作結果。
2.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的第一至第三電流比較模塊是比較電路。
3.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的邏輯「與」模塊是與門電路。
4.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的邏輯「或」模塊是或門電路。
5.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的延時觸發模塊包括延時電路、觸發導通或繼電器電路。
6.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。
7.按照權利要求I所述的FCL平臺閃絡保護仿真裝置，其特徵是所述的第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、邏輯「或」模塊和延時觸發模塊為由集成電路器件構成的模塊電路。
專利摘要一種FCL平臺閃絡保護仿真裝置，屬測試領域。其由第一至第三電流比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、一個邏輯「或」模塊、一個延時觸發模塊和閃絡保護保護軟壓板開關構成。可實時、真實地模擬、反映FCL裝置的閃絡保護判斷和保護動作情況，為其測量控制保護系統提供相應保護邏輯的啟動判別邏輯或觸發判據並可仿真其動作結果，在真實環境或虛擬環境中均可方便地實現，具有跨平臺、易於實現的特點和良好的再現性。可廣泛用於FCL裝置保護系統的研究、設計、製造領域。
文檔編號G01R31/00GK202649326SQ20122013530
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者楊增輝, 張旭航, 馮煜堯, 崔勇, 方陳 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司