專利名稱：一種fcl線路過電流保護仿真裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于電氣測量領域，尤其涉及一種用于限制過電流或過電壓而不切斷電路的緊急保護電路裝置的仿真測試裝置。
背景技術(shù)：
電力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。電力系統(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。短路故障是危及電力系統(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遮斷容量，給電力系統(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K (可采用如晶閘管、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的工頻感抗與電容器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處于工頻串聯(lián)諧振狀態(tài)，總的阻抗為零。當檢測到故障后，開關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。除了上述一次設備以外，短路故障檢測診斷及觸發(fā)控制系統(tǒng)也是故障電流限制器的重要組成部分。測量控制保護系統(tǒng)是對故障電流限制器主設備進行自動測量、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口回路的自檢和自診斷功能。這兩套系統(tǒng)配置相同、獨立運行、互為熱冗余備用。每套系統(tǒng)包括完整的測量、控制、保護、監(jiān)視、信號設備，均可以獨立啟動、運行和退出。因此，當測量控制保護系統(tǒng)中的一套因故障退出，另一套系統(tǒng)仍能保證FCL裝置的正常投入、運行和退出。在FCL裝置的研究或設計階段，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)容本實用新型的目的是要提供一種FCL線路過電流保護仿真裝置，其可真實地模擬反映FCL裝置的FCL線路過電流保護情況，為FCL裝置的研究或設計提供相應的仿真結(jié)果，解決為FCL裝置的研究或設計提供驗證平臺的技術(shù)問題。[0011]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種FCL線路過電流保護仿真裝置，包括第一至第三電流比較器，第一至第三與門電路和一個或門電路，其特征在于所述的第一至第三電流比較器的同相輸入端，分別連接到A、B、C三相電流信號輸入端;所述的第一至第三電流比較器的反相輸入端，并聯(lián)連接到電流設定值輸入端；所述的第一電流比較器連接到第一與門電路的一個輸入端；所述的第二電流比較器連接到第二與門電路的一個輸入端；所述的第三電流比較器連接到第三與門電路的一個輸入端； 所述的第一至第三與門電路的輸出端，分別連接到或門電路的一個輸入端；所述的或門電路的輸出端，構(gòu)成所述FCL線路過電流保護仿真裝置的輸出端。本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的FCL線路過電流保護仿真裝置還設有仿真控制開關；第一至第三與門電路的一個輸入端，并聯(lián)連接到所述仿真控制開關的一端，所述的仿真控制開關的另一端連接外部仿真控制信號。本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的電流比較器是集成比較器電路；所述的與門電路及或門電路是邏輯集成電路。本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的一種改進的技術(shù)方案，其特征在于所述的電流比較器、與門電路及或門電路是單片微處理器內(nèi)部的可編程邏輯模塊。本實用新型的有益效果是I.可真實地模擬、反映FCL裝置的線路過電流保護情況，為FCL裝置的研究或設計提供相應的仿真結(jié)果；2.整個仿真裝置邏輯關系簡潔，動作可靠，易于實現(xiàn)；3.具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點，既可以在真實環(huán)境以實際元件實現(xiàn)，又可以在虛擬環(huán)境中以計算機軟件來實現(xiàn)。

圖I是串聯(lián)諧振型故障電流限制器的工作原理圖；圖2是本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的主電路圖；圖3是本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的邏輯關系示意圖；以上圖中的各部件的標號11-13是第一至第三電流比較器，31-33是第一至第三與門電路，41是或門電路。
具體實施方式
為了能更好地理解本實用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實施例進行進一步詳細描述。圖2是本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的主電路圖，包括第一至第三電流比較器11-13第一至第三與門電路31-33和三輸入端或門電路41 ;第一至第三電流比較器11-13的同相輸入端，分別連接到A、B、C三相電流信號輸入端Ia，Ib和Ic ;第一至第三電流比較器11-13的反相輸入端，并聯(lián)連接到電流設定值輸入端Iset ;第一電流比較器11的輸出端，連接到第一與門電路31的一個輸入端；第二電流比較器12的輸出端，連接到第二與門電路32的一個輸入端；第三電流比較器13的輸出端，連接到第三與門電路33的一個輸入端；第一至第三與門電路31-33的輸出端,分別連接到或門電路41的一個輸入端，或門電路41的輸出端，構(gòu)成本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置的輸出端Lout。在圖2所示的本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置中，還設有仿真控制開關K，第一至第三與門電路31-33各取一個輸入端，并聯(lián)連接后連接到所述仿真控制開關K的一端，仿真控制開關K的另一端連接外部仿真控制信號。本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置可以采用實際電路元件實現(xiàn)，例如，第一至第三電流比較器11-13可以采用雙比較器集成電路MC393 ;第一至第三與門電路可采用3輸入端三與門集成電路7411 ;或門電路可以采用3輸入端三或門集成電路4075。圖3中，給出了本裝置的邏輯關系示意圖，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)其邏輯關系或邏輯功能，也就是說，本實用新型的FCL線路過電流保護仿真裝置，還可以使用單片微處理器編程模擬實現(xiàn)，或者，按照圖3所示的邏輯結(jié)構(gòu)，在虛擬環(huán)境中以計算機軟件模擬來實現(xiàn)。由于本實用新型可真實地模擬、反映FCL裝置的線路過電流保護動作情況，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)提供了線路過電流保護動作的觸發(fā)判據(jù)，并可仿真其動作結(jié)果。因此，本實用新型可廣泛用于FCL裝置保護系統(tǒng)的研究、設計、制造領域。本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對本實用新型的限定，任何基于本實用新型的實質(zhì)精神對以上所述實施例所作的變化、變型，都將落在本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種FCL線路過電流保護仿真裝置，包括第一至第三電流比較器，第一至第三與門電路和一個或門電路，其特征在于 所述的第一至第三電流比較器的同相輸入端，分別連接到A、B、C三相電流信號輸入端; 所述的第一至第三電流比較器的反相輸入端，并聯(lián)連接到電流設定值輸入端； 所述的第一電流比較器連接到第一與門電路的一個輸入端； 所述的第二電流比較器連接到第二與門電路的一個輸入端； 所述的第三電流比較器連接到第三與門電路的一個輸入端； 所述的第一至第三與門電路的輸出端，分別連接到或門電路的一個輸入端； 所述的或門電路的輸出端，構(gòu)成所述FCL線路過電流保護仿真裝置的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的FCL線路過電流保護仿真裝置，其特征在于所述的FCL線路過電流保護仿真裝置還設有仿真控制開關；第一至第三與門電路的一個輸入端，并聯(lián)連接到所述仿真控制開關的一端，所述的仿真控制開關的另一端連接外部仿真控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的FCL線路過電流保護仿真裝置，其特征在于所述的電流比較器是集成比較器電路；所述的與門電路及或門電路是邏輯集成電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的FCL線路過電流保護仿真裝置，其特征在于所述的電流比較器、與門電路及或門電路是單片微處理器內(nèi)部的可編程邏輯模塊。
專利摘要一種FCL線路過電流保護仿真裝置，屬于電氣測量領域，尤其涉及一種用于限制過電流或過電壓而不切斷電路的緊急保護電路裝置的仿真測試裝置，包括第一至第三電流比較器，第一至第三與門電路和一個或門電路，電流比較器的同相輸入端，連接到電流信號輸入端，電流比較器的反相輸入端，并聯(lián)連接到電流設定值輸入端，電流比較器的輸出端，連接到與門電路及或門電路組成的邏輯判斷電路。該裝置可真實地模擬、反映FCL裝置的線路過電流保護情況，為FCL裝置的研究或設計提供相應的仿真結(jié)果，具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點，既可以在真實環(huán)境以實際元件實現(xiàn)，又可以在虛擬環(huán)境中以計算機軟件來實現(xiàn)。
文檔編號G01R31/00GK202548238SQ20122013528
公開日2012年11月21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)明者馮煜堯, 崔勇, 張旭航, 方陳, 楊增輝 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司