專利名稱：故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的仿真元件系統(tǒng)，且特別涉及一種故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提。由于受到內(nèi)部和外部不可控因素的影響，電網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生，不但使電力企業(yè)受到損失，而且對(duì)整個(gè)社會(huì)都造成嚴(yán)重的影響。短路故障是危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行最為常見(jiàn)的故障之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷加強(qiáng)，短路電流水平不斷攀升。許多地區(qū)特別是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)電網(wǎng)的短路電流水平已經(jīng)逼近甚至超過(guò)其開(kāi)關(guān)遮斷容量，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)較大壓力，并已成為電網(wǎng)發(fā)展的主要瓶頸之一。有效限制短路電流不僅可以解決電力系統(tǒng)短路電流超標(biāo)問(wèn)題，而且還可以降低各種電氣設(shè)備如變壓器、斷路器的短路電流設(shè)計(jì)容量，從而帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此對(duì)短路電流限制技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)和科研工作者關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中短路電流對(duì)電力系統(tǒng)的影響，本發(fā)明提供了一種方便對(duì)故障電流限制器進(jìn)行研究的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，包括 可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件；第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件相連； 第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連；第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連?？蛇x的，所述可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件由相互并聯(lián)的三組可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償單元組成?？蛇x的，所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均由相互并聯(lián)的三組串聯(lián)電容補(bǔ)償單元組成?？蛇x的，所述串聯(lián)電容補(bǔ)償單元有相互并聯(lián)的變阻器、電容器組合和旁路開(kāi)關(guān)組成?？蛇x的，所述變阻器為金屬氧化物變阻器。可選的，所述系統(tǒng)還包括多組開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置于所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間以及所述第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)和故障電流限制器完全匹配，為研究故障電流限制器提供了方便，進(jìn)而也促進(jìn)了短路電流限制技術(shù)的研九。


圖1為故障電流限制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)中的局部放大圖。圖5為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)中的可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。首先，請(qǐng)參考圖1，圖1是故障電流限制器的結(jié)構(gòu)示意圖，即本發(fā)明所提供的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)所要仿真的對(duì)象。從圖1中可以看到，故障電流限制器(FCL)主要組件及功能如下(1)限流電抗器32 (FL)，在短路期間起到限流作用；(2)電容器組(C1、C2、C3、C4)，在正常工作條件下補(bǔ)償短路限流器感抗；系統(tǒng)短路期間被快速旁路。(3)晶閘管閥40，這是旁路電容器的首要措施。當(dāng)發(fā)生短路故障后會(huì)快速導(dǎo)通，旁路掉電容器組，使電抗器起到限流作用。(4)可控火花間隙37 (GAP)，是電容器組的過(guò)電壓保護(hù)裝置。短路故障下，如果晶閘管導(dǎo)通失敗電容器組電壓迅速上升到危及電容器安全的水平，則火花間隙便能夠迅速動(dòng)作。(5)旁路機(jī)械開(kāi)關(guān)39 (BCB)，在幾十毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)電容器的可靠短接，也為電容器組投入、退出操作提供手段。(6)金屬氧化物變阻器36 (MOV)，是電容器組過(guò)電壓保護(hù)的必要措施之一。(7)阻尼回路38(DL、DR、DG)，限制并阻尼放電電流，確保電容器組、晶閘管閥、火花間隙、旁路斷路器的安全運(yùn)行。(8)旁路刀閘34(MBS)及第一隔離刀閘33(DS1)、第二隔離刀閘35(DS2)，為系統(tǒng)操作及檢修提供手段。接著，請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件10 ；第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件11，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件10相連；第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件12，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件10以及所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件11均相連；第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件13，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件 10、所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件11以及所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件12均相連。圖3為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖3可以看到，可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件由相互并聯(lián)的三組可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償單元55組成，所述系統(tǒng)還包括多組開(kāi)關(guān)，本實(shí)施例中共設(shè)置了四組開(kāi)關(guān)(51、52、53、M)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置于所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間以及所述第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間。下面，請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)中的局部放大圖，具體說(shuō)來(lái)，是第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件或者第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中看到，上述提及的串聯(lián)電容補(bǔ)償組件包括均由相互并聯(lián)的三組串聯(lián)電容補(bǔ)償單元41組成，所述串聯(lián)電容補(bǔ)償單元41有相互并聯(lián)的變阻器43、電容器42組合和旁路開(kāi)關(guān)44組成，其中變阻器優(yōu)選的，為金屬氧化物變阻器。最后請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)中的可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償單元結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，從圖上可以看出該補(bǔ)償單元包括晶閘管45、限流電抗器46、變阻器47等，在此對(duì)該結(jié)構(gòu)不再贅言。在上述提供的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)中，第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件主要用于對(duì)限流電抗、串聯(lián)電容、阻尼回路和MOV元件的仿真建模；可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件(TCSC)組件用于晶閘管閥組、放電間隙、旁路開(kāi)關(guān)和故障電流限制器內(nèi)部故障的仿真建模；四組開(kāi)關(guān)用于故障電流限制器退出運(yùn)行時(shí)的兩把開(kāi)斷刀閘和故障電流限制器旁路刀閘，由此就完整的建成了與故障電流限制器完全匹配的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件；第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件相連；第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連；第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件由相互并聯(lián)的三組可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償單元組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均由相互并聯(lián)的三組串聯(lián)電容補(bǔ)償單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述串聯(lián)電容補(bǔ)償單元有相互并聯(lián)的變阻器、電容器組合和旁路開(kāi)關(guān)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述變阻器為金屬氧化物變阻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括多組開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置于所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間以及所述第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)，包括可控串聯(lián)電容器補(bǔ)償組件；第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件相連；第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連；第三串聯(lián)電容補(bǔ)償組件，和所述可控串聯(lián)電容補(bǔ)償組件、所述第一串聯(lián)電容補(bǔ)償組件以及所述第二串聯(lián)電容補(bǔ)償組件均相連。本發(fā)明提供的故障電流限制器的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)為研究故障電流限制器提供了方便，進(jìn)而也促進(jìn)了短路電流限制技術(shù)的研究。
文檔編號(hào)H02H9/02GK102170116SQ201010115139
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者張旭航, 楊增輝 申請(qǐng)人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司