[發明專利]一種故障電流限制器的晶閘管的控制系統測試方法

有效

• 申請號: 201010123386.7
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN102195281A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 沈冰;鮑偉;曾平;吳建坤
• 申請（專利權）人: 華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及電力系統的測試領域，且特別涉及一種故障電流限制器的晶閘管的控制系統測試方法。

背景技術

串聯諧振型故障電流限制器是采用基于晶閘管保護電容器的快速串聯電抗器接入設備。其特點是：在線路正常運行時，電抗器和電容器形成諧振關系，對系統運行部產生任何影響。而在系統發生故障時，快速響應，可在1毫秒左右的時間里，將電容器短接，對外呈現純電抗特性，限制系統的短路電流。

請參考圖1，圖1為故障電流限制器的結構示意圖。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償短路限流器感抗；系統短路期間被快速旁路。(3)晶閘管40，這是旁路電容器的首要措施。當發生短路故障后會快速導通，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)，是電容器組的過電壓保護裝置。短路故障下，如果晶閘管導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作。(5)旁路機械開關39(BCB)，在幾十毫秒內實現電容器的可靠短接，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)，是電容器組過電壓保護的必要措施之一。(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、火花間隙、旁路斷路器的安全運行。(8)旁路刀閘34(MBS)及第一隔離刀閘33(DS1)、第二隔離刀閘35(DS2)，為系統操作及檢修提供手段。

正常運行時，限流電抗器和電容器組(C1，C2，C3，C4)形成串聯諧振，對系統運行沒有影響。當系統發生故障，流過諧振回路的電流超過設定值(線路過電流保護動作)，或電流超過一定值且電流上升速率大于設定值時(線路電流斜率保護動作)，FCL控制保護系統判斷為系統發生故障，發出命令觸發晶閘管導通，同時發出命令觸發火花間隙(GAP)以及合上旁路斷路器(BCB)。其后果即是將電容器組短路，FCL對外呈現純電抗特性，起到限制電流的作用。

根據設計要求，晶閘管導通時間小于1.5毫秒，GAP時間略長，在2毫秒左右，旁路斷路器時間小于30毫秒。其時間配合是：一般情況下要求晶閘管首先動作，其動作速度快，但是不能長時間承受大電流，晶閘管觸發后30毫秒內旁路斷路器合上，電流從斷路器被旁路。晶閘管由正反兩個反并聯的閥元件組成，保證在電流正向及反向情況下都能提供導通通道。GAP由可控和不可控兩個間隙串聯而成，GAP接受控制系統信號，經過一個脈沖變壓器主動將可控間隙擊穿，造成整個GAP擊穿電壓下降，帶動主間隙擊穿，完成GAP可控擊穿的功能。GAP擊穿要求兩端有一定電壓，因此如果晶閘管導通(或旁路斷路器合上)，串聯電容器兩端電壓降低，則GAP不會動作。GAP作為晶閘管的后備保護設備。電力系統中所用的晶閘管為高壓、大功率元件，因此難以對其控制系統單獨進行測試。

發明內容

為了解決現有技術中無法對晶閘管進行單獨測試的問題，本發明提供了一種能夠對晶閘管進行單獨測試的方法。

為了實現上述目的，本發明提出一種故障電流限制器的晶閘管的控制系統測試方法，包括以下步驟：建立所述晶閘管的數學模型；將所述數學模型輸入實時數字仿真器；所述實時數字仿真器根據所述數學模型計算出所述晶閘管的電流信號；所述實時數字仿真器將所述電流信號輸入功率放大器；所述功率放大器將所述電流信號的功率放大后輸入所述故障電流限制器晶閘管的控制系統中。

可選的，所述實時數字仿真器包括可控串聯電容器補償組件；第一串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件相連；第二串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件以及所述第一串聯電容補償組件均相連；第三串聯電容補償組件，和所述可控串聯電容補償組件、所述第一串聯電容補償組件以及所述第二串聯電容補償組件均相連。

可選的，所述實時數字仿真器還包括多組開關，所述開關設置于所述第二串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間以及所述第三串聯電容補償組件和所述可控串聯電容補償組件之間。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明一種故障電流限制器的晶閘管的控制系統測試方法具有以下優點：本發明為控制系統提供的測試方法，能夠準確的測試出控制系統的功能是否符合要求，提高了故障電流限制器的可靠性。

附圖說明

圖1為故障電流限制器的結構示意圖。

圖2為本發明一種故障電流限制器的晶閘管的控制系統測試方法流程示意圖。

圖3是晶閘管的示意圖。