一種tcpst旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置制造方法
【專利摘要】一種TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，屬于電力系統(tǒng)緊急保護電路裝置，尤其涉及一種用于可控移相器繼電保護電路的仿真測試裝置，包括第一至第七與門電路、第一或門電路和第二或門電路，第一與門電路和第二與門電路的輸出端連接到第一或門電路，并通過第一或門電路提供旁路斷路器合閘聯(lián)鎖信號；第二與門電路、第三與門電路和第四與門電路連接到第五與門電路；第五與門電路、第六與門電路和第七與門電路連接到第二或門電路，并且通過第二或門電路的輸出端提供旁路斷路器分閘聯(lián)鎖信號。該裝置可真實地模擬TCPST裝置的聯(lián)鎖保護狀態(tài)，為TCPST裝置的研究或設計提供相應的仿真結果，其邏輯關系簡潔，動作可靠，易于實現(xiàn)，具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點。
【專利說明】一種TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力系統(tǒng)緊急保護電路裝置，尤其涉及一種用于可控移相器繼電保護電路的仿真測試裝置。

【背景技術】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，生活和生產(chǎn)對電能供應不斷增長的需求有力地刺激著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展。能源中心與負荷中心的空間距離是大容量、長距離輸送電能的客觀動因。為了滿足輸電需求，電力網(wǎng)絡的規(guī)模日益擴大。由于電力系統(tǒng)在運行中受到設備熱穩(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)十年電力科學研究、電網(wǎng)技術升級的一個基本思路。電網(wǎng)一旦建成，輸電線路的電氣參數(shù)即成現(xiàn)實，系統(tǒng)潮流由歐姆定律、Kirchoff定律約束，電力網(wǎng)絡唯一可以快速控制的是通過線路開關改變拓撲結構。這種缺乏控制的自由潮流經(jīng)常由于受到系統(tǒng)運行的某種約束而不得不降低系統(tǒng)設備的利用率或者使系統(tǒng)運行在一個技術經(jīng)濟指標不是很好的狀態(tài)。在電力系統(tǒng)技術的發(fā)展過程中，為了使電網(wǎng)有一定的控制自由度，先后誕生了以機械切換裝置實現(xiàn)的并聯(lián)無功補償、串聯(lián)無功補償、移相器和可調(diào)分接頭變壓器等技術。但是，機械式裝置在速度上無法滿足系統(tǒng)的動態(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特性，TCPST不僅能快速調(diào)節(jié)線路潮流，還能實現(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的關鍵技術研究對增強超高壓輸電網(wǎng)的控制手段、優(yōu)化系統(tǒng)運行模式具有重要的意義，其中，TCPST的控制保護技術的研究對系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行具有至關重要的作用。由于超高壓輸電網(wǎng)系統(tǒng)的性質(zhì)，TCPST的關鍵技術研究主要通過仿真技術來實現(xiàn)。
[0003]可控移相器的控制系統(tǒng)是系統(tǒng)運行的關鍵，對于提高設備的運行管理水平具有重要作用。控制系統(tǒng)的控制對象是系統(tǒng)結構中的斷路器、刀閘以及并聯(lián)變二次側調(diào)壓回路中的晶閘管?？煽匾葡嗥魇谴?lián)在線路中運行的，其運行狀態(tài)的切換，發(fā)生故障時從系統(tǒng)中快速切除等操作都應以不影響輸電線路的正常運行為前提條件。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 —次側的繞組B1、B2連接到并聯(lián)變壓器E —次側的繞組E1，并通過斷路器和隔離刀閘串聯(lián)在電網(wǎng)線路中運行；晶閘管組T連接到串聯(lián)變壓器B 二次側的繞組B3和并聯(lián)變壓器E 二次側的三個繞組E2、E3、E4。圖中的晶閘管組T為示意圖，其中每個獨立的晶閘管在實際系統(tǒng)中都由多個晶閘管串并聯(lián)組成。
[0004]由于超高壓輸電網(wǎng)系統(tǒng)的性質(zhì)，TCPST的關鍵技術的研究或應用系統(tǒng)的設計，必須對上述系統(tǒng)進行試驗和仿真，并參照試驗和仿真結果，對研究或設計的結果進行驗證或作為修改的依據(jù)。實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是要提供一種TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其可真實地模擬反映TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯情況，為可控移相器的應用研究或設計提供相應的仿真結果，解決為可控移相器的應用研究或設計提供驗證平臺的技術問題。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，包括第一至第七與門電路、第一或門電路和第二或門電路，其特征在于:
[0008]第一與門電路的兩個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的分位信號端；
[0009]第二與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的分位信號端，以及第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的合位信號端；
[0010]第一與門電路和第二與門電路的輸出端，分別連接到第一或門電路的兩個輸入端;
[0011]所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過第一或門電路的輸出端，提供旁路斷路器合閘聯(lián)鎖信號；
[0012]第三與門電路的四個輸入端，分別連接到第一斷路器和第二斷路器的合位信號端，以及第一斷路器隔離開關和第二斷路器隔離開關的合位信號端；
[0013]第四與門電路的兩個輸入端，分別連接到第一斷路器接地開關和第二斷路器接地開關的分位信號端；
[0014]第二與門電路、第三與門電路和第四與門電路的輸出端，分別連接到第五與門電路的三個輸入端；
[0015]第六與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的分位信號端，以及第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的合位信號端；
[0016]第七與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的合位信號端，以及第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的合位信號端；
[0017]第五與門電路、第六與門電路和第七與門電路的輸出端，分別連接到第二或門電路的三個輸入端；
[0018]所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置通過第二或門電路的輸出端，提供旁路斷路器分閘聯(lián)鎖信號。
[0019]本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一種優(yōu)選的技術方案，其特征在于所述的第一與門電路、第四與門電路和第五與門電路由一塊3輸入端三與門集成電路組成；所述的第二與門電路、第三與門電路、第六與門電路和第七與門電路由兩塊4輸入端雙與門集成電路組成；所述的第一或門電路和第二或門電路由一塊3輸入端三或門集成電路組成。
[0020]本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一種較佳的技術方案，其特征在于所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置還設有晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端連接到晶閘管回路，在系統(tǒng)進入隔離或檢修狀態(tài)時，所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號。
[0021]本實用新型的有益效果是:
[0022]1.本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置可真實地模擬、反映TCPST裝置的聯(lián)鎖保護狀態(tài)，為TCPST裝置的研究或設計提供相應的仿真結果；
[0023]2.本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關系簡潔，動作可靠，易于實現(xiàn)，具有跨平臺仿真測試的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是可控移相器控制回路的配置方案原理圖；
[0025]圖2是本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的主電路圖；
[0026]圖3是本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關系示意圖；
[0027]以上圖中的各部件的標號:11-17是第一與門電路至第七與門電路，21-22是第一或門電路至第二或門電路，HVB-SE是旁路斷路器，BSl是第一旁路隔離開關，BS2是第二旁路隔離開關，BESl是第一旁路接地開關，BES2是第二旁路接地開關，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，DS2是第二斷路器隔離開關，DESl是第一斷路器接地開關，DES2是第二斷路器接地開關。

【具體實施方式】
[0028]為了能更好地理解本實用新型的上述技術方案，下面結合附圖和實施例進行進一步詳細描述。
[0029]可控移相器控制回路的配置方案如圖1所示，兩個母線節(jié)點S和L通過輸電線路連接，移相器TCPST是串聯(lián)在線路中運行的，晶閘管調(diào)壓回路T控制著TCPST的輸出響應特性?？煽匾葡嗥鞯谋Ｗo系統(tǒng)是設備安全、穩(wěn)定運行的保障，對減小故障范圍、防止設備損壞具有重要意義。TCPST運行狀態(tài)的切換，發(fā)生故障時從系統(tǒng)中快速切除等操作，都應以不影響輸電線路的正常運行為前提條件。保護的設置應能覆蓋所有的故障點、故障類型，不存在死區(qū)。移相器所在線路發(fā)生故障時，可按故障發(fā)生地點分為區(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斷路器之外的區(qū)域發(fā)生的故障，包括線路、兩側母線、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，會導致線路斷流、繞組短路、系統(tǒng)產(chǎn)生諧波等故障發(fā)生，對系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生很大的影響。移相器系統(tǒng)結構中的斷路器在正常運行過程中起著切換移相器狀態(tài)的作用，這些設備的分合狀態(tài)組合可形成不同的運行狀態(tài)，分別為:運行、旁路、隔離、檢修和旁路斷路器檢修。在發(fā)生故障時可迅速將移相器旁路或從系統(tǒng)中切除，減小故障范圍、保護系統(tǒng)設備。例如，晶閘管回路T發(fā)生故障時，需合上旁路斷路器HVB-SE、跳開移相器兩側的第一斷路器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)時必須有一定的邏輯聯(lián)鎖關系。由于移相器結構中斷路器、隔離刀閘眾多，并涉及晶閘管的控制，其聯(lián)鎖邏輯也更為復雜。本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置可以提供相關斷路器或刀閘開關的分/合閘聯(lián)鎖信號:當所述的分/合閘聯(lián)鎖信號為邏輯“I”時，允許對應斷路器或刀閘開關的分/合閘操作；當所述的分/合閘聯(lián)鎖信號為邏輯“O”時，禁止對應斷路器或刀閘開關的分/合閘操作。
[0030]圖2是本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的主電路圖，包括第一至第七與門電路11-17、第一或門電路21和第二或門電路22，其中:
[0031]第一與門電路11的兩個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關BSl和第二旁路隔離開關BS2的分位信號端；
[0032]第二與門電路12的四個輸入端，分別連接到第一旁路接地開關BESl和第二旁路接地開關BES2的分位信號端，以及第一旁路隔離開關BSl和第二旁路隔離開關BS2的合位信號端；
[0033]第一與門電路11和第二與門電路12的輸出端，分別連接到第一或門電路21的兩個輸入端；
[0034]所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過第一或門電路21的輸出端，提供旁路斷路器HVB-SE合閘聯(lián)鎖信號；
[0035]第三與門電路13的四個輸入端，分別連接到第一斷路器BRK-SEl和第二斷路器BRK-SE2的合位信號端，以及第一斷路器隔離開關DSl和第二斷路器隔離開關DS2的合位信號端;
[0036]第四與門電路14的兩個輸入端，分別連接到第一斷路器接地開關DESl和第二斷路器接地開關DES2的分位信號端；
[0037]第二與門電路12、第三與門電路13和第四與門電路14的輸出端，分別連接到第五與門電路15的三個輸入端；
[0038]第六與門電路16的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關BSl和第二旁路隔離開關BS2的分位信號端，以及第一旁路接地開關BESl和第二旁路接地開關BES2的合位信號端；
[0039]第七與門電路17的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關BSl和第二旁路隔離開關BS2的合位信號端，以及第一旁路接地開關BESl和第二旁路接地開關BES2的合位信號端；
[0040]第五與門電路15、第六與門電路16和第七與門電路17的輸出端，分別連接到第二或門電路22的三個輸入端；
[0041]所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置通過第二或門電路22的輸出端，提供旁路斷路器HVB-SE分閘聯(lián)鎖信號。
[0042]本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一個實施例采用74系列集成邏輯電路元件實現(xiàn)，其中，第一與門電路11、第四與門電路14和第五與門電路15由一塊3輸入端三與門集成電路7411組成；第二與門電路12、第三與門電路13、第六與門電路16和第七與門電路17由兩塊4輸入端雙與門集成電路7422組成；第一或門電路21和第二或門電路22由一塊3輸入端三或門集成電路7427組成。
[0043]在本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的一個實施例中，還設有晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端連接到晶閘管回路T，在系統(tǒng)進入隔離或檢修狀態(tài)時，所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號。
[0044]圖3給出了本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置的邏輯關系示意圖，采用實際電子元件(真實環(huán)境)或者以計算機軟件(虛擬環(huán)境)均可實現(xiàn)本裝置的邏輯關系或邏輯功能，也就是說，本實用新型的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，既可以采用上述集成邏輯電路元件實現(xiàn)，可以使用單片微處理器編程模擬實現(xiàn)，或者，按照圖3所示的邏輯結構，在虛擬環(huán)境中以計算機軟件模擬來實現(xiàn)，可廣泛用于TCPST裝置聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的研究、設計、制造領域。
[0045]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，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利要求的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，包括第一至第七與門電路、第一或門電路和第二或門電路，其特征在于: 第一與門電路的兩個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的分位信號端； 第二與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的分位信號端，以及第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的合位信號端； 第一與門電路和第二與門電路的輸出端，分別連接到第一或門電路的兩個輸入端； 所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過第一或門電路的輸出端，提供旁路斷路器合閘聯(lián)鎖信號； 第三與門電路的四個輸入端，分別連接到第一斷路器和第二斷路器的合位信號端，以及第一斷路器隔離開關和第二斷路器隔離開關的合位信號端； 第四與門電路的兩個輸入端，分別連接到第一斷路器接地開關和第二斷路器接地開關的分位信號端； 第二與門電路、第三與門電路和第四與門電路的輸出端，分別連接到第五與門電路的三個輸入端； 第六與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的分位信號端，以及第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的合位信號端； 第七與門電路的四個輸入端，分別連接到第一旁路隔離開關和第二旁路隔離開關的合位信號端，以及第一旁路接地開關和第二旁路接地開關的合位信號端； 第五與門電路、第六與門電路和第七與門電路的輸出端，分別連接到第二或門電路的三個輸入端； 所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置通過第二或門電路的輸出端，提供旁路斷路器分閘聯(lián)鎖信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其特征在于所述的第一與門電路、第四與門電路和第五與門電路由一塊3輸入端三與門集成電路組成；所述的第二與門電路、第三與門電路、第六與門電路和第七與門電路由兩塊4輸入端雙與門集成電路組成；所述的第一或門電路和第二或門電路由一塊3輸入端三或門集成電路組成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，其特征在于所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置還設有晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端，所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端連接到晶閘管回路，在系統(tǒng)進入隔離或檢修狀態(tài)時，所述的TCPST旁路斷路器聯(lián)鎖邏輯仿真裝置，通過所述的晶閘管脈沖閉鎖信號輸出端封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖信號。
【文檔編號】G01R31/00GK203965539SQ201420357622
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】崔勇, 楊增輝, 余穎輝, 郭強, 鮑偉, 馮煜堯 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司