[发明专利]一种配电网继电保护培训装置及方法

权利要求书

1.一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：包括模拟的配电网和与配电网连接的软件仿真装置，配电网包括继电器、与继电器连接用于控制继电器动作的保护装置、设置在配电网中用于使配电网发生多种短路故障的故障模拟装置和设置在配电网中与保护装置连接的互感器，软件仿真装置用于构建配电网拓扑，学员根据配电网拓扑分别计算配电网发生各种短路故障时继电器动作的电流整定值和动作时限，故障模拟装置使配电网发生某一短路故障后，学员将对应于该短路故障类型和故障位置的电流整定值和动作时限输入保护装置，保护装置将互感器获取的配电网电流与电流整定值比较，当电流大于电流整定值时，控制继电器动作，并将继电器动作时间与动作时限进行比较，以验证学员输入的计算得出的电流整定值和动作时限是否正确。

2.根据权利要求1所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述软件仿真装置包括输入模块、分别与输入模块连接的构图模块、第一计算模块、公式库和验证模块，公式库与第一计算模块连接，构图模块用于根据输入模块输入的接线要求及各元件的参数构建配电网拓扑，公式库用于提供各种短路故障对应的短路电流计算公式、多种保护整定原则和每一种保护整定原则包括的多种整定规则，第一计算模块用于根据从公式库中读取的短路电流计算公式和输入模块赋予的公式各变量的值计算配电网短路电流，并根据短路电流和通过输入模块从公式库中选择的其中一种整定规则计算电流整定值和动作时限，在配电网拓扑上设置故障，学员将电流整定值和动作时限通过输入模块向验证模块输入该电流整定值和动作时限，以验证计算的电流整定值及动作时限是否正确。

3.根据权利要求2所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述软件仿真装置还包括分别与构图模块、公式库连接的第二计算模块、分别与第一、第二计算模块连接的判断模块和分别与判断模块和验证模块连接的报表生成模块，第二计算模块用于根据从构图模块读取的配电网拓扑信息和从公式库读取的短路电流计算公式自动计算配电网短路电流，并根据短路电流和各种整定规则计算合理范围，合理范围的上下限值分别为根据各种整定规则确定的电流整定值和动作时限的最大值和最小值，判断模块判断第一计算模块计算的电流整定值和动作时限是否在第二计算模块计算的合理范围内，若是，则将电流整定值和动作时限传输至报表生成模块，报表生成模块用于生成整定报表，整定报表中具有不同故障类型及不同故障位置所对应的电流整定值和动作时限。

4.根据权利要求2或3所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述接线要求包括变压器数量、母线数量、支路数量、继电器数量和负载数量，所述各元件的参数包括以变电站母线为源点的源点信息向量、继电器状态向量、节点间线路长度l、线路单位长度电阻R₁、线路单位长度电抗X₁、变压器高压侧额定电压U_N、变压器额定容量S_N、变压器短路损耗ΔP_k、变压器短路电压百分比U_k％。

5.根据权利要求2或3所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述保护整定原则包括变压器出线继电器整定原则、母线继电器整定原则、支路继电器整定原则和负载侧继电器整定原则，根据继电器所处位置的不同选择不同的保护整定原则。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述配电网还包括与所述继电器连接的上位机，通过上位机可控制继电器动作以构建不同的配电网结构。

7.根据权利要求6所述的一种配电网继电保护培训装置，其特征在于：所述故障模拟装置包括从所述配电网引出至接地的故障电路，故障电路包括可调电阻、用于控制可调电阻投入不同阻值的第一开关和位于可调电阻输入侧用于导通或断开故障电路的第二开关，第一、第二开关均与所述上位机连接，由上位机控制其动作。