[发明专利]一种配电网继电保护培训装置及方法

说明书

本发明提供一种配电网继电保护培训装置，包括模拟的配电网和与配电网连接的软件仿真装置，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，学员将对应的电流整定值和动作时限输入保护装置，以验证计算得出的电流整定值和动作时限是否正确，本发明还提供一种配电网继电保护培训方法。本发明使学员熟练掌握不同故障类型和故障位置的电流整定值和动作时限的计算方法，提高继电保护从业人员的业务水平，且保证配电网继电保护的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种配电网继电保护培训装置及方法。

背景技术

配电网作为电能输送的最后一个环节，直接承担对用户供电的责任，其安全运行水平直接影响供电质量，继电保护是配电网安全防线重要组成之一。目前，配电网继电保护整定值主要是在离线模式下采用方式组合的整定方法计算得到或是技术人员依据经验确定的。当系统出现某些特殊方式时，经验数据或是离线整定得到的定值可能难以满足选择性或灵敏性的要求。因此，需要对故障情形下保护的动作行为和保护之间的配合关系进行仿真模拟，以确保定值在各种运行方式下的正确性和可靠性。此外，随着分布式电源的接入，配电系统不再是简单的单电源网络，系统中的潮流方向理论上可以是任意的，这势必要影响配电网保护的灵敏性和选择性。因此，配电网继电保护配置系统的研制也有利于对分布式电源接入配电网后的继电保护整定，对促进分布式电源的发展也有着十分重要的意义。

目前配电网中继电保护整定需要专业人员来设置，继电保护的整定计算过程也较为复杂，导致继电保护从业人员工作量大、效率不高，因此需要通过仿真系统培训出更多具有高业务水平的从业人员，而现有的仿真系统大多数是针对110kV及以上的高压电力系统和变电站，高压电力系统与配电网相比，二者在网络结构、参数构成以及整定方式等方面存在一定差异，高压电力系统的继电保护仿真软件并不适用于配电网，研制一套适用于配电网尤其是中压配电网的继电保护培训系统，对于促进配电网继电保护的专业性以及系统性发展有着重要的意义和价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种配电网继电保护培训装置及方法，使学员对配电网结构更为了解，能够对不同故障类型和故障位置下的继电器保护整定值准确设置，既提高继电保护从业人员的业务水平，又能保证配电网继电保护的准确性和可靠性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种配电网继电保护培训装置，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，以验证计算得出的电流整定值和动作时限是否正确。

进一步的，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。