专利名称：一种fcl线路电流斜率保护仿真装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气测量领域，尤其涉及一种用于限制过电流或过电压而不切断电路的紧急保护电路装置的仿真测试装置。
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。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故障电流限制器的重要组成部分。测量控制保护系统是对故障电流限制器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FCL装置的正常投入、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的目的是要提供一种FCL线路电流斜率保护仿真装置，其可真实地模拟反映FCL装置的FCL线路电流斜率保护情况，为FCL装置的研究或设计提供相应的仿真结果，解决为FCL装置的研究或设计提供验证平台的技术问题。[0011]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种FCL线路电流斜率保护仿真装置，包括第一至第三电流比较器，第一至第三电流斜率比较器和一组逻辑判断电路，其特征在于所述的第一至第三电流比较器的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流信号输入端;所述的第一至第三电流斜率比较器的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流斜率信号输入端；所述的第一至第三电流比较器的反相输入端，并联连接到电流设定值输入端；所述的第一至第三电流斜率比较器的反相输入端，并联连接到电流斜率设定值输入端;所述的逻辑判断电路包括第一至第三与门电路和一个或门电路；所述的第一电流比较器和第一电流斜率比较器的输出端，分别连接到第一与门电路的一个输入端；所述的第二电流比较器和第二电流斜率比较器的输出端，分别连接到第二与门电路的一个输入端；所述的第三电流比较器和第三电流斜率比较器的输出端，分别连接到第三与门电路的一个输入端；所述的第一至第三与门电路的输出端，分别连接到或门电路的一个输入端；所述的或门电路的输出端构成所述FCL线路电流斜率保护仿真装置的输出端。本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的FCL线路电流斜率保护仿真装置还设有仿真控制开关；第一至第三与门电路的一个输入端，并联连接到所述仿真控制开关的一端，所述的仿真控制开关的另一端连接外部仿真控制信号。本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的一种更好的技术方案，其特征在于所述的电流比较器和电流斜率比较器是集成比较器电路；所述的与门电路及或门电路是逻辑集成电路。本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的一种改进的技术方案，其特征在于所述的电流比较器、电流斜率比较器、与门电路及或门电路是单片微处理器内部的可编程逻辑�？椤１臼涤眯滦偷挠幸嫘Ч荌.可真实地模拟、反映FCL装置的线路电流斜率保护情况，为FCL装置的研究或设计提供相应的仿真结果；2.整个仿真装置逻辑关系简洁，动作可靠，易于实现；3.具有跨平台仿真测试的优点，既可以在真实环境以实际元件实现，又可以在虚拟环境中以计算机软件来实现。
图I是串联谐振型故障电流限制器的工作原理图；图2是本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的主电路图；[0032]图3是本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的逻辑关系示意图；以上图中的各部件的标号11-13是第一至第三电流比较器，21-23是第一至第三电流斜率比较器，31-33是第一至第三与门电路，41是或门电路。
具体实施方式
为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，
以下结合附图和实施例进行进一步详细描述。图2是本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的主电路图，包括第一至第三电流比较器11-13，第一至第三电流斜率比较器21-23和一组逻辑判断电路，第一至第三电流比较器11-13的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流信号输入端Ia，Ib和Ic ;第一至第三电流斜率比较器21-23的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流斜率信号输入端dla，dlb和die ;第一至第三电流比较器11-13的反相输入端，并联连接到电流设定值输 入端Iset ;第一至第三电流斜率比较器21-23的反相输入端，并联连接到电流斜率设定值输入端diset ;所述的逻辑判断电路，包括第一至第三与门电路31-33和三输入端或门电路41 ;第一电流比较器11和第一电流斜率比较器21的输出端，分别连接到第一与门电路31的一个输入端；第二电流比较器12和第二电流斜率比较器22的输出端，分别连接到第二与门电路32的一个输入端；第三电流比较器13和第三电流斜率比较器23的输出端，分别连接到第三与门电路33的一个输入端；第一至第三与门电路31-33的输出端，分别连接到或门电路41的一个输入端；或门电路41的输出端构成本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置的输出端Lout。在图2所示的本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置中，还设有仿真控制开关K，第一至第三与门电路31-33各取一个输入端，并联连接后连接到所述仿真控制开关K的一端，仿真控制开关K的另一端连接外部仿真控制信号。本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置可以采用实际电路元件实现，例如，第一至第三电流比较器11-13和第一至第三电流斜率比较器21-23可以采用双比较器集成电路MC393 ;第一至第三与门电路31-33可采用3输入端三与门集成电路7411 ;或门电路41可以采用3输入端三或门集成电路4075。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，也就是说，本实用新型的FCL线路电流斜率保护仿真装置，还可以使用单片微处理器编程模拟实现，或者，按照图3所示的逻辑结构，在虚拟环境中以计算机软件模拟来实现。由于本实用新型可真实地模拟、反映FCL装置的线路电流斜率保护动作情况，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线路电流斜率保护动作的触发判据，并可仿真其动作结果。因此，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。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的技术方案，而并非用作为对本实用新型的限定，任何基于本实用新型的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本实用新型的权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种FCL线路电流斜率保护仿真装置，包括第一至第三电流比较器，第一至第三电流斜率比较器和一组逻辑判断电路，其特征在于 所述的第一至第三电流比较器的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流信号输入 端; 所述的第一至第三电流斜率比较器的同相输入端，分别连接到A、B、C三相电流斜率信号输入端； 所述的第一至第三电流比较器的反相输入端，并联连接到电流设定值输入端； 所述的第一至第三电流斜率比较器的反相输入端，并联连接到电流斜率设定值输入端; 所述的逻辑判断电路包括第一至第三与门电路和一个或门电路； 所述的第一电流比较器和第一电流斜率比较器的输出端，分别连接到第一与门电路的一个输入端； 所述的第二电流比较器和第二电流斜率比较器的输出端，分别连接到第二与门电路的一个输入端； 所述的第三电流比较器和第三电流斜率比较器的输出端，分别连接到第三与门电路的一个输入端； 所述的第一至第三与门电路的输出端，分别连接到或门电路的一个输入端； 所述的或门电路的输出端构成所述FCL线路电流斜率保护仿真装置的输出端。
2.根据权利要求I所述的FCL线路电流斜率保护仿真装置，其特征在于所述的FCL线路电流斜率保护仿真装置还设有仿真控制开关；第一至第三与门电路的一个输入端，并联连接到所述仿真控制开关的一端，所述的仿真控制开关的另一端连接外部仿真控制信号。
3.根据权利要求I或2所述的FCL线路电流斜率保护仿真装置，其特征在于所述的电流比较器和电流斜率比较器是集成比较器电路；所述的与门电路及或门电路是逻辑集成电路。
4.根据权利要求I或2所述的FCL线路电流斜率保护仿真装置，其特征在于所述的电流比较器、电流斜率比较器、与门电路及或门电路是单片微处理器内部的可编程逻辑�？�。
专利摘要一种FCL线路电流斜率保护仿真装置，属于电气测量领域，尤其涉及一种用于限制过电流或过电压而不切断电路的紧急保护电路装置的仿真测试装置，包括第一至第三电流比较器，第一至第三电流斜率比较器和一组逻辑判断电路，电流比较器和电流斜率比较器的同相输入端，分别连接到电流信号输入端和电流斜率信号输入端，电流比较器和电流斜率比较器的输出端，连接到与门电路及或门电路组成的逻辑判断电路。该装置可真实地模拟、反映FCL装置的线路电流斜率保护情况，为FCL装置的研究或设计提供相应的仿真结果，具有跨平台仿真测试的优点，既可以在真实环境以实际元件实现，又可以在虚拟环境中以计算机软件来实现。
文档编号G01R31/28GK202548287SQ20122013444
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者冯煜尧, 崔勇, 张旭航, 方陈, 杨增辉 申请人:上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
