故障電流限制器的實時數字仿真系統的製作方法
2024-03-07 23:44:15 2
專利名稱：故障電流限制器的實時數字仿真系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力系統的仿真元件系統，且特別涉及一種故障電流限制器的實時數字仿真系統。
背景技術：
電力系統的安全穩定運行，是國民經濟可持續發展的前提。由於受到內部和外部不可控因素的影響，電網事故時有發生，不但使電力企業受到損失，而且對整個社會都造成嚴重的影響。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。有效限制短路電流不僅可以解決電力系統短路電流超標問題，而且還可以降低各種電氣設備如變壓器、斷路器的短路電流設計容量，從而帶來更大的經濟效益和社會效益。因此對短路電流限制技術，長期以來都是國內外電力系統和科研工作者關注的一個熱點問題。
發明內容
為了克服現有技術中短路電流對電力系統的影響，本發明提供了一種方便對故障電流限制器進行研究的實時數字仿真系統。為了實現上述目的，本發明提出一種故障電流限制器的實時數字仿真系統，包括 可控串聯電容器補償組件；第一串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件相連； 第二串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件以及所述第一串聯電容補償組件均相連；第三串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件、所述第一串聯電容補償組件以及所述第二串聯電容補償組件均相連。可選的，所述可控串聯電容器補償組件由相互並聯的三組可控串聯電容器補償單元組成。可選的，所述第一串聯電容補償組件、所述第二串聯電容補償組件和所述第三串聯電容補償組件均由相互並聯的三組串聯電容補償單元組成。可選的，所述串聯電容補償單元有相互並聯的變阻器、電容器組合和旁路開關組成。可選的，所述變阻器為金屬氧化物變阻器。可選的，所述系統還包括多組開關，所述開關設置於所述第二串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間以及所述第三串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間。由於採用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統具有以下優點本發明提供的故障電流限制器的實時數字仿真系統和故障電流限制器完全匹配，為研究故障電流限制器提供了方便，進而也促進了短路電流限制技術的研九。
圖1為故障電流限制器的結構示意圖。圖2為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統的結構框圖。圖3為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統的結構示意圖。圖4為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統中的局部放大圖。圖5為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統中的可控串聯電容器補償單元結構示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖對本發明做進一步的說明。首先，請參考圖1，圖1是故障電流限制器的結構示意圖，即本發明所提供的實時數字仿真系統所要仿真的對象。從圖1中可以看到，故障電流限制器(FCL)主要組件及功能如下(1)限流電抗器32 (FL)，在短路期間起到限流作用；(2)電容器組(C1、C2、C3、C4)，在正常工作條件下補償短路限流器感抗；系統短路期間被快速旁路。(3)晶閘管閥40，這是旁路電容器的首要措施。當發生短路故障後會快速導通，旁路掉電容器組，使電抗器起到限流作用。(4)可控火花間隙37 (GAP)，是電容器組的過電壓保護裝置。短路故障下，如果晶閘管導通失敗電容器組電壓迅速上升到危及電容器安全的水平，則火花間隙便能夠迅速動作。(5)旁路機械開關39 (BCB)，在幾十毫秒內實現電容器的可靠短接，也為電容器組投入、退出操作提供手段。(6)金屬氧化物變阻器36 (MOV)，是電容器組過電壓保護的必要措施之一。(7)阻尼迴路38(DL、DR、DG)，限制並阻尼放電電流，確保電容器組、晶閘管閥、火花間隙、旁路斷路器的安全運行。(8)旁路刀閘34(MBS)及第一隔離刀閘33(DS1)、第二隔離刀閘35(DS2)，為系統操作及檢修提供手段。接著，請參考圖2，圖2為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統的結構框圖，包括可控串聯電容器補償組件10 ；第一串聯電容補償組件11，和所述可控串聯電容補償組件10相連；第二串聯電容補償組件12，和所述可控串聯電容補償組件10以及所述第一串聯電容補償組件11均相連；第三串聯電容補償組件13，和所述可控串聯電容補償組件 10、所述第一串聯電容補償組件11以及所述第二串聯電容補償組件12均相連。圖3為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統的結構示意圖，從圖3可以看到，可控串聯電容器補償組件由相互並聯的三組可控串聯電容器補償單元55組成，所述系統還包括多組開關，本實施例中共設置了四組開關(51、52、53、M)，所述開關設置於所述第二串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間以及所述第三串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間。下面，請參考圖4，圖4為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統中的局部放大圖，具體說來，是第一串聯電容補償組件、第二串聯電容補償組件或者第三串聯電容補償組件的結構示意圖，從圖中看到，上述提及的串聯電容補償組件包括均由相互並聯的三組串聯電容補償單元41組成，所述串聯電容補償單元41有相互並聯的變阻器43、電容器42組合和旁路開關44組成，其中變阻器優選的，為金屬氧化物變阻器。最後請參考圖5，圖5為本發明故障電流限制器的實時數字仿真系統中的可控串聯電容器補償單元結構示意圖，該結構為現有技術，從圖上可以看出該補償單元包括晶閘管45、限流電抗器46、變阻器47等，在此對該結構不再贅言。在上述提供的實時數字仿真系統中，第一串聯電容補償組件、第二串聯電容補償組件和第三串聯電容補償組件主要用於對限流電抗、串聯電容、阻尼迴路和MOV元件的仿真建模；可控串聯電容器補償組件(TCSC)組件用於晶閘管閥組、放電間隙、旁路開關和故障電流限制器內部故障的仿真建模；四組開關用於故障電流限制器退出運行時的兩把開斷刀閘和故障電流限制器旁路刀閘，由此就完整的建成了與故障電流限制器完全匹配的實時數字仿真系統。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所述技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述系統包括可控串聯電容器補償組件；第一串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件相連；第二串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件以及所述第一串聯電容補償組件均相連；第三串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件、所述第一串聯電容補償組件以及所述第二串聯電容補償組件均相連。
2.根據權利要求1所述的故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述可控串聯電容器補償組件由相互並聯的三組可控串聯電容器補償單元組成。
3.根據權利要求1所述的故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述第一串聯電容補償組件、所述第二串聯電容補償組件和所述第三串聯電容補償組件均由相互並聯的三組串聯電容補償單元組成。
4.根據權利要求3所述的故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述串聯電容補償單元有相互並聯的變阻器、電容器組合和旁路開關組成。
5.根據權利要求4所述的故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述變阻器為金屬氧化物變阻器。
6.根據權利要求1所述的故障電流限制器的實時數字仿真系統，其特徵在於所述系統還包括多組開關，所述開關設置於所述第二串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間以及所述第三串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間。
全文摘要
本發明提供一種故障電流限制器的實時數字仿真系統，包括可控串聯電容器補償組件；第一串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件相連；第二串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件以及所述第一串聯電容補償組件均相連；第三串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件、所述第一串聯電容補償組件以及所述第二串聯電容補償組件均相連。本發明提供的故障電流限制器的實時數字仿真系統為研究故障電流限制器提供了方便，進而也促進了短路電流限制技術的研究。
文檔編號H02H9/02GK102170116SQ201010115139
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者張旭航, 楊增輝 申請人:華東電力試驗研究院有限公司