专利名称：Fcl的cpa自触发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，尤其涉及一种用于电性能的测试装置。
背景技术：
电力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。电力系统的安全稳定运行，是国民经济可持续发展的重要前提。短路故障是危及电力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，给电力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的工频感抗与电容器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处于工频串联谐振状态，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，通常还在电容两端并接有可控火花间隙(业内简称为GAP)。可控火花间隙(GAP)，是电容器组的过电压保护装置。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口回路的自检和自诊断功能。这两套系统配置相同、独立运行、互为热冗余备用。每套系统包括完整的测量、控制、保护、监视、信号设备，均可以独立启动、运行和退出。因此，当测量控制保护系统中的一套因故障退出，另一套系统仍能保证故障电流限制器的正常投入、运行和退出。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。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种FCL的CPA自触发保护仿真装置，其可真实地模拟、反映FCL装置的CPA自触发保护动作情况，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。[0013]本实用新型的技术方案是提供一种FCL的CPA自触发保护仿真装置，其特征是所述的CPA自触发保护仿真装置由第一至第三电流比较模块、第一至第三逻辑“与”�？椤⒁桓雎呒盎颉蹦？楹拖呗饭鞅；と硌拱蹇毓钩�。其中，所述第一至第三电流比较�？榈牡谝皇淙攵艘来斡階、B、C三相的“瞬时电流”信号端分别对应连接，所述第一至第三电流比较�？榈牡诙淙攵擞胂呗饭鞅；ど瓒ㄖ刀肆樱龅谝恢恋谌缌鞅冉夏？榈氖涑龆艘来斡氲谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈牡谝皇淙攵硕杂α樱凰龅谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈牡诙淙攵擞胂呗饭鞅；と硌拱蹇亓樱凰龅谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈氖涑龆擞肼呒盎颉蹦？榈娜鍪淙攵硕杂α樱凰雎呒盎颉蹦？榈氖涑龆耸涑鱿呗饭鞅；ざ鹘峁�。具体的，所述的第一至第三电流比较模块是比较电路。所述的逻辑“与”模块是与门电路。
·[0017]所述的逻辑“或”�？槭腔蛎诺缏�。进一步的，所述的第一至第三电流比较模块、第一至第三逻辑“与”�？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲煞至⒌缱釉钩傻哪？榈缏�。或者，所述的第一至第三电流比较�？椤⒌谝恢恋谌呒坝搿蹦？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲杉傻缏菲骷钩傻哪？榈缏�。与现有技术比较，本实用新型的优点是I.可真实地模拟、反映FCL装置CPA自触发保护的动作情况，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、易于实现和良好的再现性。
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一步说明。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组成。其中，电抗器L的工频感抗与电容器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处于工频串联谐振状态，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三电流比较�？镮 3、第一至第三逻辑“与”�？�4 6、一个逻辑“或”�？�7和线路过流保护软压板开关K构成。其中，所述第一至第三电流比较模块的第一输入端依次与A、B、C三相的瞬时电流信号分别对应连接，所述第一至第三电流比较�？榈牡诙淙攵擞胂呗饭鞅；ど瓒ㄖ盗樱龅谝恢恋谌缌鞅冉夏？榈氖涑龆艘来斡氲谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈牡谝皇淙攵硕杂α樱凰龅谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈牡诙淙攵擞胂呗饭鞅；と硌拱蹇亓樱凰龅谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈氖涑龆擞肼呒盎颉蹦？榈娜鍪淙攵硕杂α樱凰雎呒盎颉蹦？榈氖涑龆耸涑鱿呗饭鞅；ざ鹘峁＞咛宓模龅牡谝恢恋谌缌鞅冉夏？槭潜冉系缏�。 所述的逻辑“与”�？槭怯朊诺缏贰Ｋ龅穆呒盎颉蹦？槭腔蛎诺缏�。进一步的，所述的第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”�？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲煞至⒌缱釉钩傻哪？榈缏�。或者，所述的第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”模块、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲杉傻缏菲骷钩傻哪？榈缏�。或者，所述的第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”�？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲砑Ｄ夤δ苣？楣钩傻哪？榈缏�。具体的，上述的比较电路可以采用NE556集成芯片或与之功能相同的集成电路来实现，与门电路可以采用555集成芯片来实现，或门电路可以采用NC7S86M5X集成芯片来实现。图中的la、lb、Ic为三相的电流瞬时值，Iset为线路过流保护定值。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装置的CPA自触发保护动作情况，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，并可仿真其动作结果。本实用新型可广泛用于FCL装置保护系统的研究、设计、制造领域。
权利要求1.ー种FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是 所述的CAP自触发保护仿真装置由第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”�？�、ー个逻辑“或”模块和线路过流保护软压板开关构成；其中， 所述第一至第三电流比较�？榈牡谝皇淙攵艘来斡階、B、C三相的“瞬时电流”信号端分别对应连接，所述第一至第三电流比较�？榈牡诙淙攵擞搿跋呗饭鞅；ぁ鄙瓒ㄖ刀肆樱龅谝恢恋谌缌鞅冉夏？榈氖涑龆艘来斡氲谝恢恋谌呒坝搿蹦？榈牡谝皇淙攵硕杂α樱� 所述第一至第三逻辑“与”�？榈牡诙淙攵擞胂呗饭鞅；と硌拱蹇亓樱� 所述第一至第三逻辑“与”�？榈氖涑龆擞肼呒盎颉蹦？榈娜鍪淙攵硕杂α樱� 所述逻辑“或”�？榈氖涑龆耸涑鱿呗饭鞅；ざ鹘Y果。
2.按照权利要求I所述的FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是所述的第一至第三电流比较�？槭潜冉系缏�。
3.按照权利要求I所述的FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是所述的逻辑“与”�？槭怯朊诺缏�。
4.按照权利要求I所述的FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是所述的逻辑“或”�？槭腔蛎诺缏�。
5.按照权利要求I所述的FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是所述的第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”�？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲煞至⒌缱釉钩傻哪？榈缏�。
6.按照权利要求I所述的FCL的CAP自触发保护仿真装置，其特征是所述的第一至第三电流比较�？�、第一至第三逻辑“与”�？�、逻辑“或”�？楹脱邮贝シ⒛？槲杉傻缏菲骷钩傻哪？榈缏贰�
专利摘要一种FCL的CPA自触发保护仿真装置，属测试领域。其所述的CPA自触发保护仿真装置由第一至第三电流比较模块、第一至第三逻辑“与”�？�、一个逻辑“或”�？楹拖呗饭鞅；と硌拱蹇毓钩�。可实时、真实地模拟、反映FCL装置的CPA自触发保护动作情况，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，在真实环境或虚拟环境中均可方便地实现，具有跨平台、易于实现的特点和良好的再现性。可广泛用于FCL装置保护系统的研究、设计、制造领域。
文档编号G01R31/00GK202649328SQ20122013530
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
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