CN102170116A - 故障电流限制器的实时数字仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种故障电流限制器的实时数字仿真系统，包括：可控串联电容器补偿组件；第一串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件相连；第二串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件以及所述第一串联电容补偿组件均相连；第三串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件、所述第一串联电容补偿组件以及所述第二串联电容补偿组件均相连。本发明提供的故障电流限制器的实时数字仿真系统为研究故障电流限制器提供了方便，进而也促进了短路电流限制技术的研究。

Description

故障电流限制器的实时数字仿真系统
技术领域
本发明涉及一种电力系统的仿真元件系统，且特别涉及一种故障电流限制器的实时数字仿真系统。
背景技术
电力系统的安全稳定运行，是国民经济可持续发展的前提。由于受到内部和外部不可控因素的影响，电网事故时有发生，不但使电力企业受到损失，而且对整个社会都造成严重的影响。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。有效限制短路电流不仅可以解决电力系统短路电流超标问题，而且还可以降低各种电气设备如变压器、断路器的短路电流设计容量，从而带来更大的经济效益和社会效益。因此对短路电流限制技术，长期以来都是国内外电力系统和科研工作者关注的一个热点问题。
发明内容
为了克服现有技术中短路电流对电力系统的影响，本发明提供了一种方便对故障电流限制器进行研究的实时数字仿真系统。
为了实现上述目的，本发明提出一种故障电流限制器的实时数字仿真系统，包括：可控串联电容器补偿组件；第一串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件相连；第二串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件以及所述第一串联电容补偿组件均相连；第三串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件、所述第一串联电容补偿组件以及所述第二串联电容补偿组件均相连。
可选的，所述可控串联电容器补偿组件由相互并联的三组可控串联电容器补偿单元组成。
可选的，所述第一串联电容补偿组件、所述第二串联电容补偿组件和所述第三串联电容补偿组件均由相互并联的三组串联电容补偿单元组成。
可选的，所述串联电容补偿单元有相互并联的变阻器、电容器组合和旁路开关组成。
可选的，所述变阻器为金属氧化物变阻器。
可选的，所述系统还包括多组开关，所述开关设置于所述第二串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间以及所述第三串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统具有以下优点：本发明提供的故障电流限制器的实时数字仿真系统和故障电流限制器完全匹配，为研究故障电流限制器提供了方便，进而也促进了短路电流限制技术的研究。
附图说明
图1为故障电流限制器的结构示意图。
图2为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统的结构框图。
图3为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统的结构示意图。
图4为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统中的局部放大图。
图5为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统中的可控串联电容器补偿单元结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明做进一步的说明。
首先，请参考图1，图1是故障电流限制器的结构示意图，即本发明所提供的实时数字仿真系统所要仿真的对象。
从图1中可以看到，故障电流限制器(FCL)主要组件及功能如下：(1)限流电抗器32(FL)，在短路期间起到限流作用；(2)电容器组(C1、C2、C3、C4)，在正常工作条件下补偿短路限流器感抗；系统短路期间被快速旁路。(3)晶闸管阀40，这是旁路电容器的首要措施。当发生短路故障后会快速导通，旁路掉电容器组，使电抗器起到限流作用。(4)可控火花间隙37(GAP)，是电容器组的过电压保护装置。短路故障下，如果晶闸管导通失败电容器组电压迅速上升到危及电容器安全的水平，则火花间隙便能够迅速动作。(5)旁路机械开关39(BCB)，在几十毫秒内实现电容器的可靠短接，也为电容器组投入、退出操作提供手段。(6)金属氧化物变阻器36(MOV)，是电容器组过电压保护的必要措施之一。(7)阻尼回路38(DL、DR、DG)，限制并阻尼放电电流，确保电容器组、晶闸管阀、火花间隙、旁路断路器的安全运行。(8)旁路刀闸34(MBS)及第一隔离刀闸33(DS1)、第二隔离刀闸35(DS2)，为系统操作及检修提供手段。
接着，请参考图2，图2为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统的结构框图，包括：可控串联电容器补偿组件10；第一串联电容补偿组件11，和所述可控串联电容补偿组件10相连；第二串联电容补偿组件12，和所述可控串联电容补偿组件10以及所述第一串联电容补偿组件11均相连；第三串联电容补偿组件13，和所述可控串联电容补偿组件10、所述第一串联电容补偿组件11以及所述第二串联电容补偿组件12均相连。
图3为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统的结构示意图，从图3可以看到，可控串联电容器补偿组件由相互并联的三组可控串联电容器补偿单元55组成，所述系统还包括多组开关，本实施例中共设置了四组开关(51、52、53、54)，所述开关设置于所述第二串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间以及所述第三串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间。
下面，请参考图4，图4为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统中的局部放大图，具体说来，是第一串联电容补偿组件、第二串联电容补偿组件或者第三串联电容补偿组件的结构示意图，从图中看到，上述提及的串联电容补偿组件包括均由相互并联的三组串联电容补偿单元41组成，所述串联电容补偿单元41有相互并联的变阻器43、电容器42组合和旁路开关44组成，其中变阻器优选的，为金属氧化物变阻器。
最后请参考图5，图5为本发明故障电流限制器的实时数字仿真系统中的可控串联电容器补偿单元结构示意图，该结构为现有技术，从图上可以看出该补偿单元包括晶闸管45、限流电抗器46、变阻器47等，在此对该结构不再赘言。
在上述提供的实时数字仿真系统中，第一串联电容补偿组件、第二串联电容补偿组件和第三串联电容补偿组件主要用于对限流电抗、串联电容、阻尼回路和MOV元件的仿真建模；可控串联电容器补偿组件(TCSC)组件用于晶闸管阀组、放电间隙、旁路开关和故障电流限制器内部故障的仿真建模；四组开关用于故障电流限制器退出运行时的两把开断刀闸和故障电流限制器旁路刀闸，由此就完整的建成了与故障电流限制器完全匹配的实时数字仿真系统。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述系统包括：可控串联电容器补偿组件；第一串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件相连；第二串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件以及所述第一串联电容补偿组件均相连；第三串联电容补偿组件，和所述可控串联电容补偿组件、所述第一串联电容补偿组件以及所述第二串联电容补偿组件均相连。
2.根据权利要求1所述的故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述可控串联电容器补偿组件由相互并联的三组可控串联电容器补偿单元组成。
3.根据权利要求1所述的故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述第一串联电容补偿组件、所述第二串联电容补偿组件和所述第三串联电容补偿组件均由相互并联的三组串联电容补偿单元组成。
4.根据权利要求3所述的故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述串联电容补偿单元有相互并联的变阻器、电容器组合和旁路开关组成。
5.根据权利要求4所述的故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述变阻器为金属氧化物变阻器。
6.根据权利要求1所述的故障电流限制器的实时数字仿真系统，其特征在于：所述系统还包括多组开关，所述开关设置于所述第二串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间以及所述第三串联电容补偿组件和所述可控串联电容补偿组件之间。
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