专利名称：Fcl串联电容mov不平衡触发阀保护仿真装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量领域，尤其涉及ー种用于电性能的测试装置。
技术背景电カ需求的不断增长导致了输电系统向长距离、大容量和高稳定性的方向发展。电カ系统的安全稳定运行，是国民经济可持续发展的重要前提。短路故障是危及电カ系统安全稳定运行最为常见的故障之一。近年来，随着我国电网结构的不断加强，短路电流水平不断攀升。许多地区特别是沿海经济发达地区电网的短路电流水平已经逼近甚至超过其开关遮断容量，给电カ系统安全稳定运行带来较大压力，并已成为电网发展的主要瓶颈之一。为了保持稳定输电，快速排除短路故障保护是非常重要的。一般的机械断路器切断短路电流需要两个或更多的周波，包括继电保护的动作时间，而与断路器一起使用的快速电流限制装置能缩短故障保护时间。串联谐振型故障电流限制器(Fault Current Limiter, FCL)原理如图I所示,其主要由电抗器L、电容器C及快速旁路开关K (可采用如晶闸管、火花间隙、快速机械开关等类型的开关或其组合)组成。其中，电抗器L的エ频感抗与电容器C的容抗大小相同。正常工作条件下，开关K处于打开状态(晶闸管处于阻断状态)，电容C和电感L处于エ频串联谐振状态，总的阻抗为零。当检测到故障后，开关K迅速闭合(晶闸管快速导通)，电容被旁路，相当于在线路中接入电感L从而起到限流作用。在FCL装置中，通常还在线路中连接有金属氧化物压敏电阻(Metal oxidevaristor, MOV),其上端接线路,下端接地。金属氧化物压敏电阻(业内简称为MOV)，以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当加在电阻两端的电压小于压敏电压时，压敏电阻呈高阻状态，如果并联在电路上，该阀片呈断路状态；当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时，压敏电阻就会击穿，呈现低阻值，甚至接近短路状态。除了上述一次设备以外，短路故障检测诊断及触发控制系统也是FCL装置的重要组成部分。测量控制保护系统是对FCL装置主设备进行自动测量、控制和保护的系统，该系统完成对FCL装置的主要电气量和运行状态的测量、对运行状态的控制、对主设备的监控和保护。测量控制保护系统按双重化原则进行冗余配置，并具有对自身和对外接ロ回路的自检和自诊断功能。在FCL装置的研究或设计阶段，必须对上述系统进行试验和仿真，并參照试验和仿真结果，对研究或设计的结果进行验证或最佳參数的匹配。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其可真实地模拟、反映FCL装置串联电容MOV不平衡触发阀保护的动作情況，为其测量控制保护系统的研究或设计提供相应的仿真结果，对故障电流限制器的研究或设计提供验证平台。本实用新型的技术方案是提供ー种FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是所述的仿真装置由第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块、一个逻辑“或”模块和MOV不平衡触发保护软压板开关构成；其中，第一、三、五比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相总电流信号对应连接,第一、三、五比较模块的第2输入端，与各相启动值信号连接；第二、四、六比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相不平衡度信号对应连接，第二、四、六比较模块的第2输入端，与各相保护定值信号连接；第一逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第一、第二比较模块的输出端连接；第二逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第三、第四比较模块的输出端连接；第三逻辑“与，，模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第五、第六比较模块的输出端连接；第一至第三逻辑“与”模块的输出端，与逻辑“或”模块的输入端连接；所述逻辑“或”模块的输出端输出串联电容MOV不平衡触发阀保护逻辑动作结果O·其所述的逻辑“与”模块是与门电路。其所述的逻辑“或”模块是或门电路。其比较模块是比较电路。进ー步的，所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由分立电子元件构成的模块电路。或者，所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由集成电路器件构成的模块电路。与现有技术比较，本实用新型的优点是I.可实时、真实地模拟、反映FCL装置串联电容MOV不平衡触发阀保护的动作情况，为其测量控制保护系统提供相应保护逻辑的启动判别逻辑或触发判据并可仿真其动作结果;2.整个仿真装置逻辑关系简洁，动作可靠，易于实现；3.在真实环境(以实际元件来实现)或虚拟环境(以计算机软件来实现)中均可实现，具有跨平台、易于实现的特点，仿真结果具有良好的再现性。
图I是故障电流限制器的原理示意图；图2是本实用新型各构成部分的连接关系示意图；图3是本装置的逻辑关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进ー步说明。图I中，FCL装置主要由电抗器L、电容器C及快速旁路开关K組成。其中，电抗器L的エ频感抗与电容器C的容抗大小相同。正常工作条件下，开关K处于打开状态(晶闸管处于阻断状态)，电容C和电感L处于エ频串联谐振状态，总的阻抗为零。当检测到故障后，开关K迅速闭合(晶闸管快速导通)，电容被旁路，相当于在线路中接入电感L从而起到限流作用。图2中，本仿真装置由第一至第六比较模块I 6、第一至第三逻辑“与”模块7 9、一个逻辑“或”模块10和MOV不平衡触发保护软压板开关K构成。其中，第一、三、五比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相总电流信号对应连接，第一、三、五比较模块的第2输入端，与各相启动值信号连接；第二、四、六比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相不平衡度信号对应连接，第二、四、六比较模块的第2输入端，与各相保护定值信号连接；第一逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第一、第二比较模块的输出端连接；第二逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第三、第四比较模块的输出端连接；第三逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第五、第六比较模块的输出端连接；第一至第三逻辑“与”模块的输出端，与逻辑“或”模块的输入端连接；所述逻辑“或”模块的输出端输出串联 电容MOV不平衡触发阀保护逻辑动作結果。 其所述的逻辑“与”模块是与门电路。其所述的逻辑“或”模块是或门电路。其比较模块是比较电路。进ー步的，所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由分立电子元件构成的模块电路。或者，所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由集成电路器件构成的模块电路。或者，所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为软件模拟功能电路构成的模块电路。具体的，上述的“与”门电路可以采用与门集成电路7411或与之功能相同的集成电路芯片来实现，“或”门电路可以采用4075或与之功能相同的集成电路芯片来实现，延时输出电路可采用555时基电路、阻容延时电路或延时继电器。图中，la、Ib和Ic分别为A、B、C三相的各相总电流，Iq为各相电流启动值，Bla、BIb和BIc分别为A、B、C三相的各相不平衡度，BIs为各相保护定值。由于构成上述各个功能电路的具体电路均为现有技术，本领域的技术人员，完全可以采用各种分立元件、集成电路或计算机软件中对应功能的模拟电路来构建上述各功能电路，故其具体的线路图在此不再进行描述。图3中，给出了本装置的逻辑关系示意图，很明显，用实际电子元件(真实环境)来实现或以计算机软件(虚拟环境)来均可实现其逻辑关系或逻辑功能。故本装置具有跨平台、易于实现的特点和良好的再现性。由于本实用新型可实时地、动态地模拟、反映FCL装置串联电容MOV不平衡触发阀保护的动作情况，在真实环境(以实际元件来实现)或虚拟环境(以计算机软件来实现)中均可实现，为FCL装置保护系统提供了保护动作的触发判据和最佳參数的匹配，并可仿真其动作結果。本实用新型可广泛用于FCL装置保护系统的研究、设计领域。
权利要求1.一种FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是 所述的仿真装置由第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块、一个逻辑“或”模块和MOV不平衡触发保护软压板开关构成；其中， 第一、三、五比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相总电流信号对应连接,第一、三、五比较模块的第2输入端，与各相启动值信号连接； 第二、四、六比较模块的第I输入端，分别与A、B、C三相的各相不平衡度信号对应连接，第二、四、六比较模块的第2输入端，与各相保护定值信号连接； 第一逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第一、第二比较模块的输出端连接； 第二逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第三、第四比较模 块的输出端连接； 第三逻辑“与”模块的输入端，与MOV不平衡触发保护软压板开关和第五、第六比较模块的输出端连接； 第一至第三逻辑“与”模块的输出端，与逻辑“或”模块的输入端连接； 所述逻辑“或”模块的输出端输出串联电容MOV不平衡触发阀保护逻辑动作结果。
2.按照权利要求I所述的FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是所述的逻辑“与”模块是与门电路。
3.按照权利要求I所述的FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是所述的逻辑“或”模块是或门电路。
4.按照权利要求I所述的FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是比较模块是比较电路。
5.按照权利要求I所述的FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由分立电子元件构成的模块电路。
6.按照权利要求I所述的FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，其特征是所述的第一至第六比较模块、第一至第三逻辑“与”模块和逻辑“或”模块为由集成电路器件构成的模块电路。
专利摘要一种FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护仿真装置，属测试领域。包括第一、第二逻辑“与”模块、延时模块、逻辑“或”模块和断路器分闸失灵保护软压板开关。第一逻辑“与”模块第1输入端与断路器分闸失灵保护软压板连接，其第2输入端与“分闸”信号连接，其输出端经延时模块与第二逻辑“与”模块第1输入端连接；逻辑“或”模块三个输入端与断路器A、B、C三相的“合闸有效”信号连接，其输出端与第二逻辑“与”模块的第2输入端连接；第二逻辑“与”模块的输出端输出断路器分闸失灵保护动作结果。其可真实地模拟FCL串联电容MOV不平衡触发阀保护的动作情况，在真实环境或虚拟环境中均可方便地实现，可广泛用于FCL装置保护系统的研究、设计领域。
文档编号G01R31/00GK202649333SQ20122013833
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者杨增辉, 张旭航, 冯煜尧, 崔勇, 方陈 申请人:上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司