一种用于直流试验系统的故障模拟电路和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于直流试验系统的故障模拟电路，该故障模拟电路包括：选择开关、故障开关、故障设置器件；其中，所述选择开关，用于选择直流故障或交流故障进行模拟；所述故障开关，用于控制故障模拟的开启或关闭；所述故障设置器件，用于设定故障方式；本发明专利技术同时还公开了一种用于直流试验系统的故障模拟方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及。
技术介绍
随着电力电子器件和控制技术的进步，基于模块化多电平换流器(MMC，ModularMultilevel Converter)的柔性直流输电是一种适合大容量、高电压等级的新技术,它的特征是由多个结构相同的半桥或H桥子模块串联构成，通过控制这些子模块的投入和退出，使输出电压逼近正弦交流电压，从而实现传送有功及收发无功等不同运行工况，在实际工程中一个桥臂就需数百甚至更多个子模块，协调控制如此数量众多的子模块，对柔性直流控制保护系统的性能提出了很高的要求。因此，柔性直流控制保护系统在研发及功能测试阶段需要模拟现场情况作闭环试验，以测试和验证控制保护系统的性能。闭环试验常用的方法是将换流阀等一次设备按照一定的容量比例进行缩小，并基本按照实际拓扑结构搭建成小容量的动态模拟试验系统，通过接口设备与实际的控制保护设备连接来完成试验。由于柔性直流输电系统的工程运行经验还不成熟，柔性直流控制保护系统的处理能力就显得尤为重要，所以，用于测试柔性直流控制保护系统的柔性直流试验系统必须具备故障1吴拟功能。现有的动态的柔性直流试验系统分为实时数字闭环试验系统和物理动态模拟系统，然而，目前的实时数字闭环试验系统还不能建立精确的柔性直流输电系统模型，不能全面的衡量系统的性能指标。现有的柔性直流的物理动态模拟系统仅具有控制性能测试验证功能，不能模拟故障，故而不能验证实际应用中非常重要的保护功能。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供，可用于直流物理动态模拟系统中，模拟实际工程中不同类型的故障。本专利技术的技术方案是这样实现的:本专利技术提供一种用于直流试验系统的故障模拟电路，该故障模拟电路包括:选择开关、故障开关、故障设置器件；其中，所述选择开关，用于选择直流故障或交流故障进行模拟；所述故障开关，用于控制故障模拟的开启或关闭；所述故障设置器件，用于设定故障方式。上述方案中，所述选择开关包括:选极开关和选相开关；其中，所述选极开关包括:第一选极开关和第二选极开关；其中，所述第一选极开关，一端与直流导线的正极相连，另一端与所述故障开关相连，用于选择连接直流导线的正极；所述第二选极开关，一端与直流导线的负极相连，另一端与所述故障开关相连，用于选择连接直流导线的负极；所述选相开关包括:第一选相开关、第二选相开关和第三选相开关；其中，所述第一选相开关，一端与交流相线的第一相相连，另一端与故障开关相连，用于选择连接交流相线的第一相；所述第二选相开关，一端与交流相线的第二相相连，另一端与故障开关相连，用于选择连接交流相线的第二相；所述第三选相开关，一端与交流相线的第三相相连，另一端与故障开关相连，用于选择连接交流相线的第三相。上述方案中，所述故障开关包括:第一故障开关、第二故障开关和第三故障开关；其中，所述第一故障开关，一端与所述第一选极开关和所述第一选相开关相连，另一端与所述故障设置器件相连，用于控制所述第一选极开关和所述第一选相开关与故障设置器件的连接；所述第二故障开关，一端与所述第二选相开关相连，另一端与所述故障设置器件相连，用于控制所述第二选相开关与故障设置器件的连接；所述第三故障开关，一端与所述第二选极开关和所述第三选相开关相连，另一端与所述故障设置器件相连，用于控制所述第二选极开关和所述第三选相开关与故障设置器件的连接。上述方案中，所述故障设置器件包括:第一设置器件、第二设置器件、第三设置器件、第四设置器件；其中，所述第一设置器件，一端与所述第一故障开关相连，另一端与第四设置器件相连；所述第二设置器件，一端与所述第二故障开关相连，另一端与第四设置器件相连；所述第三设置器件，一端与所述第三故障开关相连，另一端与第四设置器件相连；所述第一设置器件、第二设置器件和第三设置器件，用于设置故障方式为金属性故障或非金属性故障；所述第四设置器件，一端与第一设置器件、第二设置器件和第三设置器件相连，另一端与地相连，用于设置故障方式为接地故障或非接地故障。本专利技术还提供一种用于直流试验系统的故障模拟方法，该故障模拟方法包括:通过选择开关选择直流故障或交流故障，通过故障设置器件设定故障方式，闭合故障开关触发故障模拟。上述方案中，所述通过选择开关选择直流故障或交流故障为:选择开关包括两个选极开关和三个选相开关，当通过选择开关选择直流故障或交流故障模拟时，该方法包括以下情况:情况一:打开两个选极开关，闭合三个选相开关中的任意一个，并闭合故障开关，模拟交流单相短路；情况二:打开两个选极开关，闭合三个选相开关中的任意两个，并闭合故障开关，模拟交流两相短路；情况三:打开两个选极开关，闭合三个选相开关，并闭合故障开关，模拟交流三相短路。情况四:打开三个选相开关，闭合两个选极开关中的任意一个，并闭合故障开关，模拟直流单极短路。情况五:打开三个选相开关，闭合两个选极开关，并闭合故障开关，模拟直流双极短路。上述方案中，所述故障设置器件包括:第一设置器件、第二设置器件和第三设置器件，通过所述第一设置器件、第二设置器件和第三设置器件设定故障方式为金属性短路故障或非金属性短路故障。上述方案中，所述故障设置器件还包括:第四设置器件；通过所述第四设置器件模拟接地短路故障或模拟非接地短路故障。上述方案中，所述闭合故障开关触发故障模拟为:当通过选择开关选择了模拟直流故障或交流故障，并通过故障设置器件设置了故障方式后，闭合所述故障开关，触发故障模拟。本专利技术提供的，通过选择开关选择直流故障或交流故障，通过故障设置器件设定故障方式，闭合故障开关，触发故障模拟；将上述故障模拟电路和方法应用于直流物理动态模拟系统中，能够模拟常见的直流故障或交流故障，从而为直流控制保护系统保护功能的测试调试提供条件。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的用于直流试验系统的故障模拟电路原理图；图2为本专利技术实施例提供的包括金属性故障开关和接地开关的故障模拟电路原理图；图3为本专利技术实施例提供的包括可变负载的故障模拟电路原理图；图4为本专利技术实施例提供的用于直流试验系统的故障模拟方法示意图；图5为本专利技术实施例提供的加入故障模拟电路后的柔性直流试验电路示意图。【具体实施方式】本专利技术实施例中，利用选择开关选择直流故障或交流故障进行模拟，利用故障开关控制故障模拟的开启或关闭，利用故障设置器件设定故障方式。下面通过附图及具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术实施例提供一种用于直流试验系统的故障模拟电路原理图如图当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直流试验系统的故障模拟电路，其特征在于，该故障模拟电路包括：选择开关、故障开关、故障设置器件；其中，所述选择开关，用于选择直流故障或交流故障进行模拟；所述故障开关，用于控制故障模拟的开启或关闭；所述故障设置器件，用于设定故障方式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱德锋，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32