專利名稱：Fcl串聯(lián)電容mov能量高值觸發(fā)gap保護仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量領(lǐng)域，尤其涉及ー種用于電性能的測試裝置。
背景技術(shù)：
電カ需求的不斷增長導致了輸電系統(tǒng)向長距離、大容量和高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。電カ系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要前提。短路故障是危及電カ系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行最為常見的故障之一。近年來，隨著我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷加強，短路電流水平不斷攀升。許多地區(qū)特別是 沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)電網(wǎng)的短路電流水平已經(jīng)逼近甚至超過其開關(guān)遮斷容量，給電カ系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來較大壓力，并已成為電網(wǎng)發(fā)展的主要瓶頸之一。為了保持穩(wěn)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(lián)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(guān)K (可采用如晶閘管、火花間隙、快速機械開關(guān)等類型的開關(guān)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(guān)K處于打開狀態(tài)(晶閘管處于阻斷狀態(tài))，電容C和電感L處于エ頻串聯(lián)諧振狀態(tài)，總的阻抗為零。當檢測到故障后，開關(guān)K迅速閉合(晶閘管快速導通)，電容被旁路，相當于在線路中接入電感L從而起到限流作用。在FCL裝置中，通常還在電容兩端并接有可控火花間隙(業(yè)內(nèi)簡稱為GAP)?？煽鼗鸹ㄩg隙(GAP)，是電容器組的過電壓保護裝置。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(yè)內(nèi)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于壓敏電壓時，壓敏電阻呈高阻狀態(tài)，如果并聯(lián)在電路上，該閥片呈斷路狀態(tài)；當加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓吋，壓敏電阻就會擊穿，呈現(xiàn)低阻值，甚至接近短路狀態(tài)。壓敏電阻這種被擊穿狀態(tài)是可以恢復的，當高于壓敏電壓的電壓被撤銷以后，它又恢復高阻狀態(tài)。當電カ線被雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電カ線上的類電壓被鉗制在安全范圍內(nèi)。除了上述一次設(shè)備以外，短路故障檢測診斷及觸發(fā)控制系統(tǒng)也是FCL裝置的重要組成部分。測量控制保護系統(tǒng)是對FCL裝置主設(shè)備進行自動測量、控制和保護的系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成對FCL裝置的主要電氣量和運行狀態(tài)的測量、對運行狀態(tài)的控制、對主設(shè)備的監(jiān)控和保護。測量控制保護系統(tǒng)按雙重化原則進行冗余配置，并具有對自身和對外接ロ回路的自檢和自診斷功能。在FCL裝置的研究或設(shè)計階段，必須對上述系統(tǒng)進行試驗和仿真，并參照試驗和仿真結(jié)果，對研究或設(shè)計的結(jié)果進行驗證或作為修改的依據(jù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其可真實地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護的動作情況，為其測量控制保護系統(tǒng)的研究或設(shè)計提供相應的仿真結(jié)果，對故障電流限制器的研究或設(shè)計提供驗證平臺。本實用新型的技術(shù)方案是提供ー種FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿 真裝置，其特征是所述的仿真裝置由第一至第三邏輯“與”模塊、ー個邏輯“或”模塊和MOV能量高值觸發(fā)GAP保護軟壓板開關(guān)構(gòu)成。其中，所述第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端分別與A、B、C三相的“該相吸收能量大于高值”信號端依次對應連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與MOV能量高值觸發(fā)GAP軟壓板開關(guān)連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個輸入端對應連接；所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出“串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護”邏輯動作結(jié)果。其所述的邏輯“與”模塊是兩輸入端“與”門電路。其所述的邏輯“或”模塊是三輸入端“或”門電路。進ー步的，所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路?；蛘?，所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的優(yōu)點是I.可實時、真實地模擬、反映FCL裝置FCL的串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護的動作情況，為其測量控制保護系統(tǒng)提供相應保護邏輯的啟動判別邏輯或觸發(fā)判據(jù)并可仿真其動作結(jié)果；2.整個仿真裝置邏輯關(guān)系簡潔，動作可靠，易于實現(xiàn)；3.在真實環(huán)境(以實際元件來實現(xiàn))或虛擬環(huán)境(以計算機軟件來實現(xiàn))中均可實現(xiàn)，具有跨平臺、易于實現(xiàn)和良好的再現(xiàn)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(gòu)成部分的連接關(guān)系示意圖；圖3是本裝置的邏輯關(guān)系示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進ー步說明。圖I中，F(xiàn)CL裝置主要由電抗器L、電容器C及快速旁路開關(guān)K組成。[0032]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(guān)K處于打開狀態(tài)(晶閘管處于阻斷狀態(tài))，電容C和電感L處于エ頻串聯(lián)諧振狀態(tài)，總的阻抗為零。當檢測到故障后，開關(guān)K迅速閉合(晶閘管快速導通)，電容被旁路，相當于在線路中接入電感L從而起到限流作用。圖2中，本仿真裝置由第一至第三邏輯“與”模塊I 3、ー個邏輯“或”模塊4和MOV能量高值觸發(fā)GAP保護軟壓板開關(guān)K構(gòu)成。其中，所述第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端分別與A、B、C三相的“該相吸收能量大于高值”信號依次對應連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與MOV能量高值觸發(fā)GAP軟壓板開關(guān)連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個輸入端對應連接；所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出“串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護”邏輯動作結(jié)果。其所述的邏輯“與”模塊是兩輸入端“與”門電路。其所述的邏輯“或”模塊是三輸入端“或”門電路。進ー步的，所述的第一至第三邏輯“與，，模塊和邏輯“或”模塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路。或者，所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路?；蛘?，所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為軟件模擬功能電路構(gòu)成的模塊電路。具體的，上述的“與”門電路可以采用與門集成電路7411或與之功能相同的集成電路芯片來實現(xiàn)，“或”門電路可以采用4075或與之功能相同的或門集成電路芯片來實現(xiàn)。圖中，CFWHa、CFffHb和CFWHc分別為A、B、C三相的“該相吸收能量大于高值”信號。由于構(gòu)成上述各個功能電路的具體電路均為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，完全可以采用各種分立元件、集成電路或計算機軟件中對應功能的模擬電路來構(gòu)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(guān)系示意圖，很明顯，用實際電子元件(真實環(huán)境)來實現(xiàn)或以計算機軟件(虛擬環(huán)境)來均可實現(xiàn)其邏輯關(guān)系或邏輯功能。故本裝置具有跨平臺、易于實現(xiàn)的特點和良好的再現(xiàn)性。由于本實用新型可實時地、動態(tài)地模擬、反映FCL裝置FCL的串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護動作情況，在真實環(huán)境(以實際元件來實現(xiàn))或虛擬環(huán)境(以計算機軟件來實現(xiàn))中均可實現(xiàn)，為FCL裝置保護系統(tǒng)提供了保護動作的觸發(fā)判據(jù)，并可仿真其動作結(jié)果。本實用新型可廣泛用于FCL裝置保護系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.ー種FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其特征是 所述的仿真裝置由第一至第三邏輯“與”模塊、ー個邏輯“或”模塊和MOV能量高值觸發(fā)GAP保護軟壓板開關(guān)構(gòu)成；其中， 所述第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端分別與A、B、C三相的“該相吸收能量大于高值”信號端依次對應連接； 所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與MOV能量高值觸發(fā)GAP軟壓板開關(guān)連接； 所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個輸入端對應連接； 所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出“串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護”邏輯動作結(jié)果。
2.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其特征是所述的邏輯“與”模塊是兩輸入端“與”門電路。
3.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其特征是所述的邏輯“或”模塊是三輸入端“或”門電路。
4.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其特征是所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路。
5.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，其特征是所述的第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路。
專利摘要一種FCL串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護仿真裝置，屬測試領(lǐng)域。其所述的仿真裝置由第一至第三邏輯“與”模塊、一個邏輯“或”模塊和MOV能量高值觸發(fā)GAP保護軟壓板開關(guān)構(gòu)成?？蓪崟r、真實地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容MOV能量高值觸發(fā)GAP保護的動作情況，為其測量控制保護系統(tǒng)提供相應保護邏輯的啟動判別邏輯或觸發(fā)判據(jù)并可仿真其動作結(jié)果，在真實環(huán)境或虛擬環(huán)境中均可方便地實現(xiàn)，具有跨平臺、易于實現(xiàn)的特點和良好的再現(xiàn)性?？蓮V泛用于FCL裝置保護系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造領(lǐng)域。
文檔編號G01R31/00GK202649320SQ20122013443
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)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