Fcl串聯電容mov不平衡觸發閥保護仿真裝置的製作方法
2023-06-29 19:26:31 1
專利名稱：Fcl串聯電容mov不平衡觸發閥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，尤其涉及ー種用於電性能的測試裝置。
技術背景電カ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。電カ系統的安全穩定運行，是國民經濟可持續發展的重要前提。短路故障是危及電カ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，給電カ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的エ頻感抗與電容器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處於エ頻串聯諧振狀態，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。在FCL裝置中，通常還在線路中連接有金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxidevaristor, MOV),其上端接線路,下端接地。金屬氧化物壓敏電阻(業內簡稱為MOV)，以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當加在電阻兩端的電壓小於壓敏電壓時，壓敏電阻呈高阻狀態，如果並聯在電路上，該閥片呈斷路狀態；當加在壓敏電阻兩端的電壓大於壓敏電壓時，壓敏電阻就會擊穿，呈現低阻值，甚至接近短路狀態。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ロ迴路的自檢和自診斷功能。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最佳參數的匹配。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供ー種FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其可真實地模擬、反映FCL裝置串聯電容MOV不平衡觸發閥保護的動作情況，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ー種FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是所述的仿真裝置由第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、一個邏輯「或」模塊和MOV不平衡觸發保護軟壓板開關構成；其中，第一、三、五比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相總電流信號對應連接,第一、三、五比較模塊的第2輸入端，與各相啟動值信號連接；第二、四、六比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相不平衡度信號對應連接，第二、四、六比較模塊的第2輸入端，與各相保護定值信號連接；第一邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第一、第二比較模塊的輸出端連接；第二邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第三、第四比較模塊的輸出端連接；第三邏輯「與，，模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第五、第六比較模塊的輸出端連接；第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端，與邏輯「或」模塊的輸入端連接；所述邏輯「或」模塊的輸出端輸出串聯電容MOV不平衡觸發閥保護邏輯動作結果O·其所述的邏輯「與」模塊是與門電路。其所述的邏輯「或」模塊是或門電路。其比較模塊是比較電路。進ー步的，所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。或者，所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」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裝置串聯電容MOV不平衡觸發閥保護的動作情況，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，仿真結果具有良好的再現性。
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ー步說明。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的エ頻感抗與電容器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處於エ頻串聯諧振狀態，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六比較模塊I 6、第一至第三邏輯「與」模塊7 9、一個邏輯「或」模塊10和MOV不平衡觸發保護軟壓板開關K構成。其中，第一、三、五比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相總電流信號對應連接，第一、三、五比較模塊的第2輸入端，與各相啟動值信號連接；第二、四、六比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相不平衡度信號對應連接，第二、四、六比較模塊的第2輸入端，與各相保護定值信號連接；第一邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第一、第二比較模塊的輸出端連接；第二邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第三、第四比較模塊的輸出端連接；第三邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第五、第六比較模塊的輸出端連接；第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端，與邏輯「或」模塊的輸入端連接；所述邏輯「或」模塊的輸出端輸出串聯 電容MOV不平衡觸發閥保護邏輯動作結果。 其所述的邏輯「與」模塊是與門電路。其所述的邏輯「或」模塊是或門電路。其比較模塊是比較電路。進ー步的，所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。或者，所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為由集成電路器件構成的模塊電路。或者，所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為軟體模擬功能電路構成的模塊電路。具體的，上述的「與」門電路可以採用與門集成電路7411或與之功能相同的集成電路晶片來實現，「或」門電路可以採用4075或與之功能相同的集成電路晶片來實現，延時輸出電路可採用555時基電路、阻容延時電路或延時繼電器。圖中，la、Ib和Ic分別為A、B、C三相的各相總電流，Iq為各相電流啟動值，Bla、BIb和BIc分別為A、B、C三相的各相不平衡度，BIs為各相保護定值。由於構成上述各個功能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對應功能的模擬電路來構建上述各功能電路，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。由於本實用新型可實時地、動態地模擬、反映FCL裝置串聯電容MOV不平衡觸發閥保護的動作情況，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保護動作的觸發判據和最佳參數的匹配，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、設計領域。
權利要求1.一種FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是 所述的仿真裝置由第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊、一個邏輯「或」模塊和MOV不平衡觸發保護軟壓板開關構成；其中， 第一、三、五比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相總電流信號對應連接,第一、三、五比較模塊的第2輸入端，與各相啟動值信號連接； 第二、四、六比較模塊的第I輸入端，分別與A、B、C三相的各相不平衡度信號對應連接，第二、四、六比較模塊的第2輸入端，與各相保護定值信號連接； 第一邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第一、第二比較模塊的輸出端連接； 第二邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第三、第四比較模 塊的輸出端連接； 第三邏輯「與」模塊的輸入端，與MOV不平衡觸發保護軟壓板開關和第五、第六比較模塊的輸出端連接； 第一至第三邏輯「與」模塊的輸出端，與邏輯「或」模塊的輸入端連接； 所述邏輯「或」模塊的輸出端輸出串聯電容MOV不平衡觸發閥保護邏輯動作結果。
2.按照權利要求I所述的FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是所述的邏輯「與」模塊是與門電路。
3.按照權利要求I所述的FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是所述的邏輯「或」模塊是或門電路。
4.按照權利要求I所述的FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是比較模塊是比較電路。
5.按照權利要求I所述的FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為由分立電子元件構成的模塊電路。
6.按照權利要求I所述的FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，其特徵是所述的第一至第六比較模塊、第一至第三邏輯「與」模塊和邏輯「或」模塊為由集成電路器件構成的模塊電路。
專利摘要一種FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護仿真裝置，屬測試領域。包括第一、第二邏輯「與」模塊、延時模塊、邏輯「或」模塊和斷路器分閘失靈保護軟壓板開關。第一邏輯「與」模塊第1輸入端與斷路器分閘失靈保護軟壓板連接，其第2輸入端與「分閘」信號連接，其輸出端經延時模塊與第二邏輯「與」模塊第1輸入端連接；邏輯「或」模塊三個輸入端與斷路器A、B、C三相的「合閘有效」信號連接，其輸出端與第二邏輯「與」模塊的第2輸入端連接；第二邏輯「與」模塊的輸出端輸出斷路器分閘失靈保護動作結果。其可真實地模擬FCL串聯電容MOV不平衡觸發閥保護的動作情況，在真實環境或虛擬環境中均可方便地實現，可廣泛用於FCL裝置保護系統的研究、設計領域。
文檔編號G01R31/00GK202649333SQ20122013833
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