[发明专利]继电保护设备整定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及电力系统继电保护设备整定方法及装置。

背景技术

继电保护是利用继电保护装置来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等）免受损害，其主要任务是当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由技术人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

为了减少故障消除的范围，继电保护应具备选择性，具体而言，就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

为了满足电网继电保护的选择性，上下级电网继电保护之间的整定应遵循逐级配合关系，即当下一级线路或元件故障时，故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上与上一级线路或元件的继电保护整定值相互配合，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。其中，继电保护的分级是按照保护的正方向来划分的，相对于在后的保护，在前的保护为上级保护。

比较复杂的电力系统接线做继电保护整定计算时，经常会遇到上下级电网欲配合的继电保护之间有分支电路的情况。为了不影响继电保护的选择性，引入了分支系数这个概念。分支系数的正确计算，直接影响到保护整定值及保护范围的大小，也就影响了保护各段的灵敏度及相互配合。

目前，分支系数的计算采用离线数据计算方法，其计算过程具体包括：首先，从预先设置的配置表中获取上下级线路的电压和电源的等值阻抗等数据；其次，从继电保护整定软件中获取电网元件参数，通过名称匹配表将电网元件参数关联与电网的模型数据；然后，手动设置故障点和故障类型；最后，根据故障设置后的电路计算上级线路与下级故障短路电流的比值得出分支系数；依据所述分支系数进行继电保护整定计算并得到继电保护整定值；使用继电保护整定值更新对应的继电保护设备。

申请人在实施本发明时发现上述现有技术至少存在以下技术问题：

由于现有技术计算分支系数时采用的上下级线路的电压和电源的等值阻抗等数据来自预先设置的配置表，该数据是固定不变的，而实际运行中随着电力系统电源的运行方式不断变化，例如：发电机组投切变化、变压器的接地阻抗变化等，导致上下级线路的电压和电源等数据也不断变化。因此，当电力系统电源的运行方式发生变化，就会导致电源的等值电抗等数据也会跟着发生变化，由于现有技术计算分支系数的数据来自配置文件中的固定数据，无法真实反映上述变化，从而使计算出的上级线路与下级故障线路短路电流与实际数据存在误差，也就是分支系数的计算结果出现误差，造成继电保护整定值的整定计算结果不准确，因而影响到保护设备的动作情况，对整个电网的安全运行也将产生一定的影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种继电保护设备整定方法，所述方法包括：

从能量管理系统EMS获取电网实时数据；

通过对所述电网中的电力元件拓扑分析获得所述电力元件的连接关系和上下级关系；

依据所述电力元件的连接关系和上下级关系获取等值电路，所述等值电路存在上级线路和下级线路；

对所述下级线路设置故障模型确定下级故障线路；

依据所述电网实时数据计算所述上级线路对应的第一短路电流与所述下级故障线路对应的第二短路电流；

确定所述第一短路电流和所述第二短路电流的比值作为电网分支系数；

依据所述电网分支系数进行继电保护整定计算并得到目标继电保护整定值；

使用所述目标继电保护整定值更新对应的继电保护设备。

本发明另一方面提供了一种继电保护设备整定装置，所述装置包括：

电网实时数据获取模块，用于从能量管理系统EMS获取电网实时数据；

电力元件模块，用于通过对电网中的电力元件拓扑分析获得所述电力元件的连接关系和上下级关系；

等值电路获取模块，用于依据所述电力元件模块所获得的电力元件的连接关系和上下级关系获取等值电路，所述等值电路存在上级线路和下级线路；

故障模型设置模块，用于对所述等值电路获取模块中的下级线路设置故障模型确定下级故障线路；

短路电流计算模块，用于依据所述电网实时数据获取模块所获取的电网实时数据，计算所述等值电路获取模块中的上级线路对应的第一短路电流与所述故障模型设置模块所确定的下级故障线路对应的第二短路电流；