一种tcpst旁路接地开关联锁逻辑仿真装置制造方法
【专利摘要】一种TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，属于电力系统紧急保护电路装置，尤其涉及一种用于可控移相器继电保护电路的仿真测试装置，包括第一至第四与门电路，第一与门电路连接到旁路隔离开关，提供旁路接地开关分闸联锁信号；第二与门电路连接到旁路断路器和第一与门电路的输出端，提供旁路隔离开关分闸联锁信号；第三与门电路连接到旁路隔离开关，提供旁路接地开关的合闸联锁信号；第四与门电路连接到旁路断路器和第三与门电路的输出端，提供旁路隔离开关的合闸联锁信号。该装置可真实地模拟TCPST装置的联锁保护状态，为TCPST装置的研究或设计提供相应的仿真结果，其逻辑关系简洁，动作可靠，易于实现，具有跨平台仿真测试的优点。
【专利说明】 一种TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力系统紧急保护电路装置，尤其涉及一种用于可控移相器继电保护电路的仿真测试装置。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的持续发展，生活和生产对电能供应不断增长的需求有力地刺激着电力系统的迅速发展。能源中心与负荷中心的空间距离是大容量、长距离输送电能的客观动因。为了满足输电需求，电力网络的规模日益扩大。由于电力系统在运行中受到设备热稳极限的约束、输电线路的电压降约束、N-1静态安全约束、系统小干扰稳定性约束、电压稳定性约束、暂态稳定性约束以及可靠性备用约束而使得系统的输电能力很难得到完全充分利用。通过新型控制元件挖掘已有系统的潜力是最近数十年电力科学研究、电网技术升级的一个基本思路。电网一旦建成，输电线路的电气参数即成现实，系统潮流由欧姆定律、Kirchoff定律约束，电力网络唯一可以快速控制的是通过线路开关改变拓扑结构。这种缺乏控制的自由潮流经常由于受到系统运行的某种约束而不得不降低系统设备的利用率或者使系统运行在一个技术经济指标不是很好的状态。在电力系统技术的发展过程中，为了使电网有一定的控制自由度，先后诞生了以机械切换装置实现的并联无功补偿、串联无功补偿、移相器和可调分接头变压器等技术。但是，机械式装置在速度上无法满足系统的动态控制需求，在频度上无法充分满足系统稳态调控的要求。随着电力电子器件的发展，可控移相器(主要指晶闸管控制移相器，Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer,在以下说明中也简称为移相器或TCPST)得到了广泛的研究。由于电力电子器件的快速响应特性，TCPST不仅能快速调节线路潮流，还能实现提高系统暂态稳定性、阻尼系统振荡等功能。开展TCPST的关键技术研究对增强超高压输电网的控制手段、优化系统运行模式具有重要的意义，其中，TCPST的控制保护技术的研究对系统的安全、稳定运行具有至关重要的作用。
[0003]可控移相器的控制系统是系统运行的关键，对于提高设备的运行管理水平具有重要作用。控制系统的控制对象是系统结构中的断路器、刀闸以及并联变二次侧调压回路中的晶闸管。可控移相器是串联在线路中运行的，其运行状态的切换，发生故障时从系统中快速切除等操作都应以不影响输电线路的正常运行为前提条件。以单相系统为例，可控移相器与断路器、隔离刀闸的配置方案如图1所示。图中，可控移相器由串联变压器B、并联变压器E和晶闸管组T组成，串联变压器B —次侧的绕组Bl、B2连接到并联变压器E —次侧的绕组E1，并通过断路器和隔离刀闸串联在电网线路中运行；晶闸管组T连接到串联变压器B 二次侧的绕组B3和并联变压器E 二次侧的三个绕组E2、E3、E4。图中的晶闸管组T为示意图，其中每个独立的晶闸管在实际系统中都由多个晶闸管串并联组成。
[0004]由于超高压输电网系统的性质，TCPST的关键技术研究主要通过仿真技术来实现，采用仿真装置对系统进行试验和仿真，并参照试验和仿真结果，对研究或设计的结果进行验证或作为修改的依据。实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是要提供一种TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，其可真实地模拟反映TCPST旁路接地开关联锁逻辑情况，为可控移相器的应用研究或设计提供相应的仿真结果，解决为可控移相器的应用研究或设计提供验证平台的技术问题。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，包括第一至第四与门电路，其特征在于:
[0008]第一与门电路的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分位信号端；所述第一与门电路的输出端，提供第一旁路接地开关和第二旁路接地开关的分闸联锁信号；
[0009]第二与门电路的两个输入端，分别连接到旁路断路器的分位信号端和第一与门电路的输出端；所述第二与门电路的输出端，提供第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分闸联锁信号；
[0010]第三与门电路的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分位信号端；所述第三与门电路的输出端，提供第一旁路接地开关和第二旁路接地开关的合闸联锁信号；
[0011]第四与门电路的两个输入端，分别连接到旁路断路器的分位信号端和第三与门电路的输出端；所述第四与门电路的输出端，提供第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的合闸联锁信号。
[0012]本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的一种优选的技术方案，其特征在于所述的第一至第四与门电路由一块2输入端四与门集成电路组成。
[0013]本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置还设有晶闸管脉冲闭锁信号输出端，所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端连接到晶闸管回路，在系统进入隔离或检修状态时，所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，通过所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端封锁晶闸管触发脉冲信号。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]1.本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置可真实地模拟、反映TCPST装置的联锁保护状态，为TCPST装置的研究或设计提供相应的仿真结果；
[0016]2.本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的逻辑关系简洁，动作可靠，易于实现，具有跨平台仿真测试的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是可控移相器控制回路的配置方案原理图；
[0018]图2是本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的主电路图；
[0019]图3是本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的逻辑关系示意图；
[0020]以上图中的各部件的标号:11-14是第一与门电路至第四与门电路，HVB-SE是旁路断路器，BS1是第一旁路隔离开关，BS2是第二旁路隔离开关，BES1是第一旁路接地开关，BES2是第二旁路接地开关，BRK-SEl是第一断路器，BRK-SE2是第二断路器，DSl是第一断路器隔离开关，DS2是第二断路器隔离开关，DESl是第一断路器接地开关，DES2是第二断路器接地开关。
【具体实施方式】
[0021]为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步详细描述。
[0022]可控移相器控制回路的配置方案如图1所示，两个母线节点S和L通过输电线路连接，移相器TCPST是串联在线路中运行的，晶闸管调压回路T控制着TCPST的输出响应特性。可控移相器的保护系统是设备安全、稳定运行的保障，对减小故障范围、防止设备损坏具有重要意义。TCPST运行状态的切换，发生故障时从系统中快速切除等操作，都应以不影响输电线路的正常运行为前提条件。保护的设置应能覆盖所有的故障点、故障类型，不存在死区。移相器所在线路发生故障时，可按故障发生地点分为区内故障和区外故障，故障分区参见图1。区内故障是指包括TCPST本体和移相器两侧断路器范围内所发生的故障。区外故障是指移相器两侧断路器之外的区域发生的故障，包括线路、两侧母线、邻近线路发生故障的情况。晶闸管控制回路常见的故障有拒触发、误触发、触发角异常等，会导致线路断流、绕组短路、系统产生谐波等故障发生，对系统正常运行产生很大的影响。移相器系统结构中的断路器在正常运行过程中起着切换移相器状态的作用，这些设备的分合状态组合可形成不同的运行状态，分别为:运行、旁路、隔离、检修和旁路断路器检修。在发生故障时可迅速将移相器旁路或从系统中切除，减小故障范围、保护系统设备。例如，晶闸管回路T发生故障时，需合上旁路断路器HVB-SE、跳开移相器两侧的第一断路器BRK-SEl和第二断路器BRK-SE2，将TCPST从线路中切除并闭锁触发脉冲。为了防止误操作，控制断路器、刀闸的分合状态时必须有一定的逻辑联锁关系。由于移相器结构中断路器、隔离刀闸众多，并涉及晶闸管的控制，其联锁逻辑也更为复杂。本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置可以提供相关断路器或刀闸开关的分/合闸联锁信号:当所述的分/合闸联锁信号为逻辑“I”时，允许对应断路器或刀闸开关的分/合闸操作；当所述的分/合闸联锁信号为逻辑“O”时，禁止对应断路器或刀闸开关的分/合闸操作。
[0023]图2是本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的主电路图，包括第一至第四与门电路11-14，其中:
[0024]第一与门电路11的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关BSl和第二旁路隔离开关BS2的分位信号端；所述第一与门电路11的输出端，提供第一旁路接地开关BESl和第二旁路接地开关BES2的分闸联锁信号；
[0025]第二与门电路12的两个输入端，分别连接到旁路断路器HVB-SE的分位信号端和第一与门电路11的输出端；所述第二与门电路12的输出端，提供第一旁路隔离开关BSl和第二旁路隔离开关BS2的分闸联锁信号；
[0026]第三与门电路13的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关BSl和第二旁路隔离开关BS2的分位信号端；所述第三与门电路13的输出端，提供第一旁路接地开关BESl和第二旁路接地开关BES2的合闸联锁信号；
[0027]第四与门电路14的两个输入端，分别连接到旁路断路器HVB-SE的分位信号端和第三与门电路13的输出端；所述第四与门电路14的输出端，提供第一旁路隔离开关BS1和第二旁路隔离开关BS2的合闸联锁信号。
[0028]本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的一个实施例采用74系列集成逻辑电路元件实现，其中，第一至第四与门电路11-14由一块2输入端四与门集成电路7408组成。
[0029]在本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的一个实施例中，还设有晶闸管脉冲闭锁信号输出端，所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端连接到晶闸管回路T，在系统进入隔离或检修状态时，所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，通过所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端封锁晶闸管触发脉冲信号。
[0030]图3给出了本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置的逻辑关系示意图，采用实际电子元件(真实环境)或者以计算机软件(虚拟环境)均可实现本装置的逻辑关系或逻辑功能，也就是说，本实用新型的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，既可以采用上述集成逻辑电路元件实现，可以使用单片微处理器编程模拟实现，或者，按照图3所示的逻辑结构，在虚拟环境中以计算机软件模拟来实现，可广泛用于TCPST装置联锁保护系统的研究、设计、制造领域。
[0031]本【技术领域】中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的技术方案，而并非用作为对本实用新型的限定，任何基于本实用新型的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本实用新型的权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，包括第一至第四与门电路，其特征在于: 第一与门电路的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分位信号端；所述第一与门电路的输出端，提供第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分闸联锁信号； 第二与门电路的两个输入端，分别连接到旁路断路器的分位信号端和第一与门电路的输出端；所述第二与门电路的输出端，提供第一旁路接地开关和第二旁路接地开关的分闸联锁信号； 第三与门电路的两个输入端，分别连接到第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的分位信号端；所述第三与门电路的输出端，提供第一旁路接地开关和第二旁路接地开关的合闸联锁信号； 第四与门电路的两个输入端，分别连接到旁路断路器的分位信号端和第三与门电路的输出端；所述第四与门电路的输出端，提供第一旁路隔离开关和第二旁路隔离开关的合闸联锁信号。
2.根据权利要求1所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，其特征在于所述的第一至第四与门电路由一块2输入端四与门集成电路组成。
3.根据权利要求1或2所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，其特征在于所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置还设有晶闸管脉冲闭锁信号输出端，所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端连接到晶闸管回路，在系统进入隔离或检修状态时，所述的TCPST旁路接地开关联锁逻辑仿真装置，通过所述的晶闸管脉冲闭锁信号输出端封锁晶闸管触发脉冲信号。
【文档编号】G01R31/00GK204065258SQ201420357612
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】崔勇, 杨增辉, 余颖辉, 郭强, 鲍伟, 冯煜尧 申请人:国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司