一种动态模拟实验用功能模拟装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种功能模拟装置，具体讲涉及一种用于模拟动态模拟实验系统中M0V、保护间隙和快速旁路开关的装置。
【背景技术】
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[0002]电力系统动态模拟试验是研究分析电力系统的重要手段。物理的动态模拟实验通过实际物理模型分析模拟系统的动态特性。物理模型通常包括发电机、输电线路、变压器、断路器及用电负荷等，这些模型必须能够真实地体现原电力系统元件的特性。为保证这一点，物理模型通常采用与原型一致或相似的物理实体，例如，用电动发电机模拟发电机，用电感和电容型组合模拟输电线路，等等。
[0003]加装串联补偿装置的动态模拟实验线路中需要配置MOV实现限压，配置放电间隙以保护MOV和动态模拟实验线路中的电容器免受过电压及过热损坏。
[0004]加装故障电流限制器的动态模拟实验线路中，不仅需要配置MOV实现限压，配置放电间隙保护MOV和动态模拟实验线路中的电容器免受过电压及过热损坏，还需配置快速旁路电子开关使动态模拟实验线路中的电抗器投入工作，起到限流作用。
[0005]动态模拟实验中，串联补偿装置或故障电流限制器所用到的M0V、保护间隙以及快速旁路电子开关的功能模拟，需要用特殊的方法实现。这是因为，如果采用普通低压ZnO电阻模拟M0V，会面临以下困难:
[0006]1.低压ZnO电阻产品参数分散性大，在保护区内的动态电阻大，与电力系统中实际应用的大容量MOV的动态电阻相差甚远。
[0007]2.低压ZnO电阻的吸收容量通常很小，定做大容量ZnO电阻成本很高，而且ZnO电阻在试验中很容易损坏，需要不断更换。
[0008]3.动态模拟实验希望模型参数可调，以便适用不同的试验，如果用低压ZnO电阻模拟M0V，不同的试验需要定做不同的ZnO电阻。
[0009]如果采用普通低压间隙来模拟保护间隙，会面临以下困难:
[0010]间隙触发受串联补偿装置或故障电流限制器的控制保护系统的控制，即控制保护系统产生相关保护动作之后能控制间隙正确触发，如果用低压间隙来完成这样的模拟，其控制系统设计非常复杂。
[0011]间隙触发需要有很好的稳定性和击穿电压的一致性，用低压间隙来完成这样的模拟，其低压间隙击穿电压的随机性、分散性大。
[0012]快速旁路电子开关的功能模拟会面临以下困难:
[0013]实际线路中，故障电流限制器快速电子开关是通过控制保护系统阀电子柜和TE板接口控制大功率晶闸管，在动态模拟模型中也可以采用该方式来实现，但该方式在动态模拟模型中实现起来接线复杂，在模型中使用实际应用的大功率晶闸管也很浪费。
[0014]针对上述不足，需要提供一种功能模拟装置用于模拟动态模拟实验系统中的M0V、保护间隙和快速开关，同时方便控制系统接入。
【发明内容】
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[0015]为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种动态模拟实验用功能模拟装置:
[0016]本发明提供的技术方案是:一种动态模拟实验用功能模拟装置，其改进之处在于:所述装置包括MOV功能模拟模块、保护间隙GAP功能模拟模块和快速旁路电子开关功能模拟丰旲块；所述MOV功能t旲拟t旲块、所述保护间隙GAP功能t旲拟t旲块、以及所述快速芳路电子开关功能模拟模块依次并联。
[0017]优选的，所述MOV功能模拟模块包括:第一电源转换模块、模拟量测量模块、人机界面模块、CPU模块、第一驱动模块、第一功率放大模块；
[0018]所述第一电源转换模块的输入端接220V交流电源，其输出端分别连接并提供电源给所述模拟量测量模块、所述人机界面模块、所述CPU模块以及所述第一驱动模块；
[0019]所述模拟量测量模块用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器分别采集所述第一功率放大模块两端的电压和回路电流并发送给所述CPU模块进行数据处理；
[0020]所述人机界面模块用人机交互交互界面与所述CPU模块通讯，实现MOV导通电压的设定、MOV阻抗特性参数的设定、MOV电压和MOV电流模拟量的在线监测、电路板芯片的监测及外围电路的故障信息告警；
[0021]所述CPU模块接收所述模拟量测量模块的测量数据，并将所述人机界面模块设定的MOV导通电压和MOV阻抗特性参数进行数据运算处理，制定控制策略，输出PWM脉冲信号给所述第一驱动模块，同时上传电路板芯片及外围电路故障的检测信息给所述人机界面模块；
[0022]所述第一驱动模块接收所述CPU模块的PffM信号，控制所述第一功率放大模块的导通角度；
[0023]所述第一功率放大模块与模拟线路串联电容相连，用于模拟动态模拟试验用MOV。
[0024]进一步，所述第一功率放大模块为额定电流为200A、额定电压为1200V的IGBT功率器件。
[0025]进一步，所述第一电源转换模块将所述220V交流电源转换为1.8V、3.3V、5V和15V的直流电源后分别接入到所述模拟量测量模块、所述人机界面模块、所述CPU模块以及所述第一驱动模块。
[0026]进一步，所述CPU模块的控制策略包括如下步骤:
[0027]SI，比较所述模拟量测量模块测得的电压值和所述人机界面模块设定的MOV导通电压值；
[0028]S2，根据比较结果，确定进行步骤S3或步骤S4 ；
[0029]S3，当所述模拟量测量模块测得的电压值小于所述人机界面模块设定的MOV导通电压值时，闭合PWM脉冲产生模块的输出；
[0030]S4，当所述模拟量测量模块测得的电压值大于或等于所述人机界面模块设定的MOV导通电压值时，在电压-阻抗表中查找与该电压值对应的阻抗值，根据对应阻抗值在阻抗-占空表中查找对PWM信号占空比，并驱动脉冲产生模块产生相应的PWM信号。
[0031]优选的，所述保护间隙GAP功能模拟模块包括第二电源转换模块、第一光通信模块、第一逻辑处理模块、第二驱动模块、第二功率放大模块；
[0032]所述第二电源转换模块的输入端接220V交流电源，其输出端分别连接并提供电源给所述第一光通信模块、所述第一逻辑处理模块、以及所述第二驱动模块；
[0033]所述第一光通信模块接收串联补偿装置控制保护系统的触发光信号，并将所述光信号转换为电信号输出给所述第一逻辑处理模块；
[0034]所述第一逻辑处理模块接收所述第一光通信模块输出的触发信号，并根据所述触发信号输出PWM脉冲信号给所述第二驱动模块；
[0035]所述第二驱动模块接收所述第一逻辑处理模块输出的PffM脉冲信号，并根据所述PWM脉冲信号控制所述第二功率放大模块的导通角度；
[0036]所述第二功率放大模块与模拟线路串联电容相连，用于模拟动态模拟试验用GAP。
[0037]进一步，所述第二电源转换模块将所述220V交流电源转换为1.8V、3.3V、5V、以及15V的直流电源后分别接入到所述第一光通信模块、所述第一逻辑处理模块、以及所述第二驱动t吴块。
[0038]优选的，所述快速旁路电子开关功能模拟模块包括第三电源转换模块、第二光通信模块、第二逻辑处理模块、第三驱动模块、第三功率放大模块；
[0039]所述第三电源转换模块的输入端接220V交流电源，其输出端分别连接并提供电源给所述第二光通信模块、所述第二逻辑处理模块、以及所述第三驱动模块；
[0040]所述第二光通信模块接收阀基电子柜的触发光信号，并将所述光信号转换为电信号输出给所述第二逻辑处理模块；
[0041]所述第二逻辑处理模块接收所述第二光通信模块输出的触发信号，并根据所述触发信号输出PWM