一種tcpst斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置制造方法
【專利摘要】一種TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，屬于電力系統(tǒng)緊急保護(hù)電路裝置，尤其涉及一種用于可控移相器繼電保護(hù)電路的仿真測(cè)試裝置，包括第一至第三與門電路，第一與門電路連接到第一斷路器隔離開關(guān)和第一、二斷路器接地開關(guān)，提供第一斷路器的合閘仿真信號(hào)；第二與門電路連接到第二斷路器隔離開關(guān)和第一、二斷路器接地開關(guān)的分位信號(hào)端，提供第二斷路器的合閘仿真信號(hào)；第三與門電路連接到邏輯“1”信號(hào)端，提供第一、二旁路接地開關(guān)的分閘仿真信號(hào)。該裝置可真實(shí)地模擬TCPST裝置的聯(lián)鎖保護(hù)狀態(tài)，為TCPST裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果，其邏輯關(guān)系簡(jiǎn)潔，動(dòng)作可靠，易于實(shí)現(xiàn)，具有跨平臺(tái)仿真測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)緊急保護(hù)電路裝置，尤其涉及一種用于可控移相器繼電保護(hù)電路的仿真測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，生活和生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)不斷增長(zhǎng)的需求有力地刺激著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展。能源中心與負(fù)荷中心的空間距離是大容量、長(zhǎng)距離輸送電能的客觀動(dòng)因。為了滿足輸電需求，電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模日益擴(kuò)大。由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到設(shè)備熱穩(wěn)極限的約束、輸電線路的電壓降約束、N-1靜態(tài)安全約束、系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性約束、電壓穩(wěn)定性約束、暫態(tài)穩(wěn)定性約束以及可靠性備用約束而使得系統(tǒng)的輸電能力很難得到完全充分利用。通過新型控制元件挖掘已有系統(tǒng)的潛力是最近數(shù)十年電力科學(xué)研究、電網(wǎng)技術(shù)升級(jí)的一個(gè)基本思路。電網(wǎng)一旦建成，輸電線路的電氣參數(shù)即成現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)潮流由歐姆定律、Kirchoff定律約束，電力網(wǎng)絡(luò)唯一可以快速控制的是通過線路開關(guān)改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種缺乏控制的自由潮流經(jīng)常由于受到系統(tǒng)運(yùn)行的某種約束而不得不降低系統(tǒng)設(shè)備的利用率或者使系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不是很好的狀態(tài)。在電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展過程中，為了使電網(wǎng)有一定的控制自由度，先后誕生了以機(jī)械切換裝置實(shí)現(xiàn)的并聯(lián)無功補(bǔ)償、串聯(lián)無功補(bǔ)償、移相器和可調(diào)分接頭變壓器等技術(shù)。但是，機(jī)械式裝置在速度上無法滿足系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制需求，在頻度上無法充分滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)控的要求。隨著電力電子器件的發(fā)展，可控移相器(主要指晶閘管控制移相器，Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer,在以下說明中也簡(jiǎn)稱為移相器或TCPST)得到了廣泛的研究。由于電力電子器件的快速響應(yīng)特性，TCPST不僅能快速調(diào)節(jié)線路潮流，還能實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性、阻尼系統(tǒng)振蕩等功能。開展TCPST的關(guān)鍵技術(shù)研究對(duì)增強(qiáng)超高壓輸電網(wǎng)的控制手段、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行模式具有重要的意義，其中，TCPST的控制保護(hù)技術(shù)的研究對(duì)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。由于超高壓輸電網(wǎng)系統(tǒng)的性質(zhì)，TCPST的關(guān)鍵技術(shù)研究主要通過仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
[0003]可控移相器的控制系統(tǒng)是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，對(duì)于提高設(shè)備的運(yùn)行管理水平具有重要作用?？刂葡到y(tǒng)的控制對(duì)象是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的斷路器、刀閘以及并聯(lián)變二次側(cè)調(diào)壓回路中的晶閘管?？煽匾葡嗥魇谴?lián)在線路中運(yùn)行的，其運(yùn)行狀態(tài)的切換，發(fā)生故障時(shí)從系統(tǒng)中快速切除等操作都應(yīng)以不影響輸電線路的正常運(yùn)行為前提條件。以單相系統(tǒng)為例，可控移相器與斷路器、隔離刀閘的配置方案如圖1所示。圖中，可控移相器由串聯(lián)變壓器B、并聯(lián)變壓器E和晶閘管組T組成，串聯(lián)變壓器B —次側(cè)的繞組B1、B2連接到并聯(lián)變壓器E —次側(cè)的繞組E1，并通過斷路器和隔離刀閘串聯(lián)在電網(wǎng)線路中運(yùn)行；晶閘管組T連接到串聯(lián)變壓器B 二次側(cè)的繞組B3和并聯(lián)變壓器E 二次側(cè)的三個(gè)繞組E2、E3、E4。圖中的晶閘管組T為示意圖，其中每個(gè)獨(dú)立的晶閘管在實(shí)際系統(tǒng)中都由多個(gè)晶閘管串并聯(lián)組成。
[0004]由于超高壓輸電網(wǎng)系統(tǒng)的性質(zhì)，TCPST的關(guān)鍵技術(shù)的研究或應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和仿真，并參照試驗(yàn)和仿真結(jié)果，對(duì)研究或設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證或作為修改的依據(jù)。實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是要提供一種TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其可真實(shí)地模擬反映TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯情況，為可控移相器的應(yīng)用研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果，解決為可控移相器的應(yīng)用研究或設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證平臺(tái)的技術(shù)問題。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，包括第一至第三與門電路，其特征在于:
[0008]第一與門電路的三個(gè)輸入端，分別連接到第一斷路器隔離開關(guān)的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)和第二斷路器接地開關(guān)的分位信號(hào)端；所述第一與門電路的輸出端，提供第一斷路器的合閘仿真信號(hào)；
[0009]第二與門電路的三個(gè)輸入端，分別連接到第二斷路器隔離開關(guān)的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)和第二斷路器接地開關(guān)的分位信號(hào)端；所述第二與門電路的輸出端，提供第二斷路器的合閘仿真信號(hào)；
[0010]第三與門電路的三個(gè)輸入端并聯(lián)連接到邏輯“ I ”信號(hào)端；所述第三與門電路的輸出端，提供第一旁路接地開關(guān)和第二旁路接地開關(guān)的分閘仿真信號(hào)。
[0011]本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的第一至第三與門電路由一塊3輸入端三與門集成電路組成。
[0012]本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置還設(shè)有晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端連接到晶閘管回路，在系統(tǒng)進(jìn)入隔離或檢修狀態(tài)時(shí)，所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]1.本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置可真實(shí)地模擬、反映TCPST裝置的聯(lián)鎖保護(hù)狀態(tài)，為TCPST裝置的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果；
[0015]2.本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關(guān)系簡(jiǎn)潔，動(dòng)作可靠，易于實(shí)現(xiàn)，具有跨平臺(tái)仿真測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是可控移相器控制回路的配置方案原理圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的主電路圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關(guān)系示意圖；
[0019]以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào):10是3輸入端三與門集成電路，11-13是第一與門電路至第三與門電路，HVB-SE是旁路斷路器，BSl是第一旁路隔離開關(guān)，BS2是第二旁路隔離開關(guān)，BESl是第一旁路接地開關(guān)，BES2是第二旁路接地開關(guān)，BRK-SEl是第一斷路器，BRK-SE2是第二斷路器，DSl是第一斷路器隔離開關(guān)，DS2是第二斷路器隔離開關(guān)，DESl是第一斷路器接地開關(guān)，DES2是第二斷路器接地開關(guān)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]可控移相器控制回路的配置方案如圖1所示，兩個(gè)母線節(jié)點(diǎn)S和L通過輸電線路連接，移相器TCPST是串聯(lián)在線路中運(yùn)行的，晶閘管調(diào)壓回路T控制著TCPST的輸出響應(yīng)特性?？煽匾葡嗥鞯谋Ｗo(hù)系統(tǒng)是設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行的保障，對(duì)減小故障范圍、防止設(shè)備損壞具有重要意義。TCPST運(yùn)行狀態(tài)的切換，發(fā)生故障時(shí)從系統(tǒng)中快速切除等操作，都應(yīng)以不影響輸電線路的正常運(yùn)行為前提條件。保護(hù)的設(shè)置應(yīng)能覆蓋所有的故障點(diǎn)、故障類型，不存在死區(qū)。移相器所在線路發(fā)生故障時(shí)，可按故障發(fā)生地點(diǎn)分為區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障，故障分區(qū)參見圖1。區(qū)內(nèi)故障是指包括TCPST本體和移相器兩側(cè)斷路器范圍內(nèi)所發(fā)生的故障。區(qū)外故障是指移相器兩側(cè)斷路器之外的區(qū)域發(fā)生的故障，包括線路、兩側(cè)母線、鄰近線路發(fā)生故障的情況。晶閘管控制回路常見的故障有拒觸發(fā)、誤觸發(fā)、觸發(fā)角異常等，會(huì)導(dǎo)致線路斷流、繞組短路、系統(tǒng)產(chǎn)生諧波等故障發(fā)生，對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。移相器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的斷路器在正常運(yùn)行過程中起著切換移相器狀態(tài)的作用，這些設(shè)備的分合狀態(tài)組合可形成不同的運(yùn)行狀態(tài)，分別為:運(yùn)行、旁路、隔離、檢修和旁路斷路器檢修。在發(fā)生故障時(shí)可迅速將移相器旁路或從系統(tǒng)中切除，減小故障范圍、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備。例如，晶閘管回路T發(fā)生故障時(shí)，需合上旁路斷路器HVB-SE、跳開移相器兩側(cè)的第一斷路器BRK-SEl和第二斷路器BRK-SE2，將TCPST從線路中切除并閉鎖觸發(fā)脈沖。為了防止誤操作，控制斷路器、刀閘的分合狀態(tài)時(shí)必須有一定的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。由于移相器結(jié)構(gòu)中斷路器、隔離刀閘眾多，并涉及晶閘管的控制，其聯(lián)鎖邏輯也更為復(fù)雜。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的主電路圖，包括第一至第三與門電路11-13，其中:
[0023]第一與門電路11的三個(gè)輸入端，分別連接到第一斷路器隔離開關(guān)DSl的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)DESl和第二斷路器接地開關(guān)DES2的分位信號(hào)端；所述第一與門電路11的輸出端，提供第一斷路器BRK-SEl的合閘仿真信號(hào)；
[0024]第二與門電路12的三個(gè)輸入端，分別連接到第二斷路器隔離開關(guān)DS2的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)DESl和第二斷路器接地開關(guān)DES2的分位信號(hào)端；所述第二與門電路12的輸出端，提供第二斷路器BRK-SE2的合閘仿真信號(hào)；
[0025]第三與門電路13的三個(gè)輸入端并聯(lián)連接到邏輯“I”信號(hào)端；所述第三與門電路13的輸出端，提供第一旁路接地開關(guān)BESl和第二旁路接地開關(guān)BES2的分閘仿真信號(hào)。
[0026]本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一個(gè)實(shí)施例采用74系列集成邏輯電路元件實(shí)現(xiàn)，其中，第一至第三與門電路11-13由一塊3輸入端三與門集成電路7411組成。
[0027]在本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一個(gè)實(shí)施例中，還設(shè)有晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端連接到晶閘管回路T，在系統(tǒng)進(jìn)入隔離或檢修狀態(tài)時(shí)，所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)。
[0028]圖3給出了本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關(guān)系示意圖，采用實(shí)際電子元件(真實(shí)環(huán)境)或者以計(jì)算機(jī)軟件(虛擬環(huán)境)均可實(shí)現(xiàn)本裝置的邏輯關(guān)系或邏輯功能，也就是說，本實(shí)用新型的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，既可以采用上述集成邏輯電路元件實(shí)現(xiàn)，可以使用單片微處理器編程模擬實(shí)現(xiàn)，或者，按照?qǐng)D3所示的邏輯結(jié)構(gòu)，在虛擬環(huán)境中以計(jì)算機(jī)軟件模擬來實(shí)現(xiàn)，可廣泛用于TCPST裝置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域。
[0029]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對(duì)以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，包括第一至第三與門電路，其特征在于: 第一與門電路的三個(gè)輸入端，分別連接到第一斷路器隔離開關(guān)的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)和第二斷路器接地開關(guān)的分位信號(hào)端；所述第一與門電路的輸出端，提供第一斷路器的合閘仿真信號(hào)； 第二與門電路的三個(gè)輸入端，分別連接到第二斷路器隔離開關(guān)的合位信號(hào)端，以及第一斷路器接地開關(guān)和第二斷路器接地開關(guān)的分位信號(hào)端；所述第二與門電路的輸出端，提供第二斷路器的合閘仿真信號(hào)； 第三與門電路的三個(gè)輸入端并聯(lián)連接到邏輯“I”信號(hào)端；所述第三與門電路的輸出端，提供第一旁路接地開關(guān)和第二旁路接地開關(guān)的分閘仿真信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其特征在于所述的第一至第三與門電路由一塊3輸入端三與門集成電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其特征在于所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置還設(shè)有晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端連接到晶閘管回路，在系統(tǒng)進(jìn)入隔離或檢修狀態(tài)時(shí)，所述的TCPST斷路器接地開關(guān)聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號(hào)輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK203965829SQ201420357625
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】崔勇, 楊增輝, 余穎輝, 郭強(qiáng), 鮑偉, 馮煜堯 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司