[发明专利]一种直流低压保护仿真装置

说明书

技术领域

本发明属于电气测量领域，尤其涉及一种用于高压直流输电设备的直流控制保护系统仿真研究的直流低压保护仿真测试装置。

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。随着各电网区域内的特高压交流输电工程和高压直流输电工程的建设项目不断增加，用电量集中区域的电网呈现出明显的多直流馈入的特高压交直流混联受端电网特征，电网结构紧密，多条交直流线路之间电气距离更加紧密，特高压和超高压交流系统故障后，易引发包含高压直流在内的多条直流同时换相失败，而多回直流的换相失败其恢复过程又将对交流系统产生较大冲击，如果各直流系统的恢复策略配合不当，则还有可能导致多条直流同时发生连续的换相失败，甚至引发直流闭锁。多回直流同时发生双极闭锁，大量潮流大范围转移或将引发系统稳定问题。这种交直流系统间的交互作用给特高压交直流混联受端电网的安全运行带来巨大挑战。

因此，在高压直流输电工程的研究或设计阶段，必须对交直流系统间的交互作用给特高压交直流混联受端电网的稳定性进行试验和仿真，并参照试验和仿真结果，对研究或设计的结果进行验证，对系统的稳定性进行评估。中国实用新型专利“一种多馈入直流输电系统实时数字仿真模型”(实用新型专利号：ZL201210532559.X授权公告号：CN102945004A)公开了多馈入直流输电系统实时数字仿真模型，其包括多个并联的等值超高压直流输电系统，所述超高压直流输电系统包括一次系统实时数字仿真模型和二次系统实时数字仿真模型；所述一次系统实时数字仿真模型包括换流站和直流输电线路，所述换流站设置在直流输电线路的两端；所述二次系统实时数字仿真模型包括换流站控制系统和保护系统，所述换流站控制系统和保护系统与换流站连接，用于控制和保护换流站的运行。通过换流站控制系统和保护系统对换流站运行的控制和保护，避免交流系统故障后易引发多回直流同时故障和多回直流故障及其恢复过程对交流系统产生的冲击。但是，该仿真模型没有涉及直流低压保护的仿真，无法真实地模拟高压直流输电直流控制保护系统的直流低压保护运行状态。

发明内容

本发明的目的是要提供一种直流低压保护仿真装置，其可真实地模拟反映高压直流输电直流控制保护系统的直流低压保护状态，为直流控制保护装置的直流低压保护研究或设计提供相应的仿真结果，解决为直流控制保护装置的直流低压保护研究或设计提供验证平台的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种直流低压保护仿真装置，连接在直流控制保护系统的直流系统保护单元中，用于高压直流输电设备的直流控制保护系统的仿真，其特征在于：

所述的直流低压保护仿真装置包括电流触发角判断模块，算术运算元件，第一斯密特触发器，第一与门，第二与门，第一至第三定时器和第一或门；

直流电压信号端依次通过算术运算元件和第一斯密特触发器，连接到第一与门的一个输入端；第一与门的另一个输入端，连接到整流状态信号端；第一与门的输出端，通过第一定时器连接到第二与门的一个输入端；第二与门的另一个输入端，连接到本极运行状态信号端；

第二与门的输出端，通过第二定时器连接到第一或门的一个输入端；电流触发角判断模块连接到第一或门的另一个输入端；第一或门的输出端，通过第三定时器，连接到所述直流低压保护仿真装置的直流低压保护信号端。

本发明的直流低压保护仿真装置的一种较佳的技术方案，其特征在于电流触发角判断模块包括惯性元件，第二斯密特触发器，第三斯密特触发器，第三至第五与门和第四定时器；触发角指令信号端依次通过惯性元件和第二斯密特触发器，连接到第三与门的一个输入端；第三与门的另一个输入端连接到本极运行状态信号端；第三与门的输出端，连接到第四与门的一个输入端；中性线电流信号端第三斯密特触发器，连接到第五与门的一个输入端；第五与门的另一个输入端，连接到整流状态信号端；第五与门的输出端，连接到第四与门的另一个输入端；第四与门的输出端，通过第四定时器连接到第一或门的另一个输入端。

本发明的有益效果是：

1.本发明的直流低压保护仿真装置可真实地模拟、反映直流控制保护装置的直流低压保护运行状态，为直流控制保护装置的研究或设计提供相应的仿真结果；

2.本发明的直流低压保护仿真装置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；

附图说明

图1是用于直流控制保护系统的仿真装置的原理框图；

图2是本发明的直流低压保护仿真装置的电路原理图。