本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)作為電能輸送的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，直接承擔(dān)對用戶供電的責(zé)任，其安全運(yùn)行水平直接影響供電質(zhì)量，繼電保護(hù)是配電網(wǎng)安全防線重要組成之一。目前，配電網(wǎng)繼電保護(hù)整定值主要是在離線模式下采用方式組合的整定方法計(jì)算得到或是技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)某些特殊方式時(shí)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或是離線整定得到的定值可能難以滿足選擇性或靈敏性的要求。因此，需要對故障情形下保護(hù)的動作行為和保護(hù)之間的配合關(guān)系進(jìn)行仿真模擬，以確保定值在各種運(yùn)行方式下的正確性和可靠性。此外，隨著分布式電源的接入，配電系統(tǒng)不再是簡單的單電源網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中的潮流方向理論上可以是任意的，這勢必要影響配電網(wǎng)保護(hù)的靈敏性和選擇性。因此，配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置系統(tǒng)的研制也有利于對分布式電源接入配電網(wǎng)后的繼電保護(hù)整定，對促進(jìn)分布式電源的發(fā)展也有著十分重要的意義。

目前配電網(wǎng)中繼電保護(hù)整定需要專業(yè)人員來設(shè)置，繼電保護(hù)的整定計(jì)算過程也較為復(fù)雜，導(dǎo)致繼電保護(hù)從業(yè)人員工作量大、效率不高，因此需要通過仿真系統(tǒng)培訓(xùn)出更多具有高業(yè)務(wù)水平的從業(yè)人員，而現(xiàn)有的仿真系統(tǒng)大多數(shù)是針對110kV及以上的高壓電力系統(tǒng)和變電站，高壓電力系統(tǒng)與配電網(wǎng)相比，二者在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)構(gòu)成以及整定方式等方面存在一定差異，高壓電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)仿真軟件并不適用于配電網(wǎng)，研制一套適用于配電網(wǎng)尤其是中壓配電網(wǎng)的繼電保護(hù)培訓(xùn)系統(tǒng)，對于促進(jìn)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的專業(yè)性以及系統(tǒng)性發(fā)展有著重要的意義和價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)裝置及方法，使學(xué)員對配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更為了解，能夠?qū)Σ煌收项愋秃凸收衔恢孟碌睦^電器保護(hù)整定值準(zhǔn)確設(shè)置，既提高繼電保護(hù)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平，又能保證配電網(wǎng)繼電保護(hù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)裝置，包括模擬的配電網(wǎng)和與配電網(wǎng)連接的軟件仿真裝置，配電網(wǎng)包括繼電器、與繼電器連接用于控制繼電器動作的保護(hù)裝置、設(shè)置在配電網(wǎng)中用于使配電網(wǎng)發(fā)生多種短路故障的故障模擬裝置和設(shè)置在配電網(wǎng)中與保護(hù)裝置連接的互感器，軟件仿真裝置用于構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)?，學(xué)員根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)浞謩e計(jì)算配電網(wǎng)發(fā)生各種短路故障時(shí)繼電器動作的電流整定值和動作時(shí)限，故障模擬裝置使配電網(wǎng)發(fā)生某一短路故障后，學(xué)員將對應(yīng)于該短路故障類型和故障位置的電流整定值和動作時(shí)限輸入保護(hù)裝置，保護(hù)裝置將互感器獲取的配電網(wǎng)電流與電流整定值比較，當(dāng)電流大于電流整定值時(shí)，控制繼電器動作，并將繼電器動作時(shí)間與動作時(shí)限進(jìn)行比較，以驗(yàn)證計(jì)算得出的電流整定值和動作時(shí)限是否正確。

進(jìn)一步的，所述軟件仿真裝置包括輸入模塊、分別與輸入模塊連接的構(gòu)圖模塊、第一計(jì)算模塊、公式庫和驗(yàn)證模塊，公式庫與第一計(jì)算模塊連接，構(gòu)圖模塊用于根據(jù)輸入模塊輸入的接線要求及各元件的參數(shù)構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)洌綆煊糜谔峁└鞣N短路故障對應(yīng)的短路電流計(jì)算公式、多種保護(hù)整定原則和每一種保護(hù)整定原則包括的多種整定規(guī)則，第一計(jì)算模塊用于根據(jù)從公式庫中讀取的短路電流計(jì)算公式和輸入模塊賦予的公式各變量的值計(jì)算配電網(wǎng)短路電流，并根據(jù)短路電流和通過輸入模塊從公式庫中選擇的其中一種整定規(guī)則計(jì)算電流整定值和動作時(shí)限，在配電網(wǎng)拓?fù)渖显O(shè)置故障，學(xué)員將電流整定值和動作時(shí)限通過輸入模塊向驗(yàn)證模塊輸入該電流整定值和動作時(shí)限，以驗(yàn)證計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確。

進(jìn)一步的，所述軟件仿真裝置還包括分別與構(gòu)圖模塊、公式庫連接的第二計(jì)算模塊、分別與第一、第二計(jì)算模塊連接的判斷模塊和分別與判斷模塊和驗(yàn)證模塊連接的報(bào)表生成模塊，第二計(jì)算模塊用于根據(jù)從構(gòu)圖模塊讀取的配電網(wǎng)拓?fù)湫畔⒑蛷墓綆熳x取的短路電流計(jì)算公式自動計(jì)算配電網(wǎng)短路電流，并根據(jù)短路電流和各種整定規(guī)則計(jì)算合理范圍，合理范圍的上下限值分別為根據(jù)各種整定規(guī)則確定的電流整定值和動作時(shí)限的最大值和最小值，判斷模塊判斷第一計(jì)算模塊計(jì)算的電流整定值和動作時(shí)限是否在第二計(jì)算模塊計(jì)算的合理范圍內(nèi)，若是，則將電流整定值和動作時(shí)限傳輸至報(bào)表生成模塊，報(bào)表生成模塊用于生成整定報(bào)表，整定報(bào)表中具有不同故障類型及不同故障位置所對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限。

進(jìn)一步的，所述接線要求包括變壓器數(shù)量、母線數(shù)量、支路數(shù)量、繼電器數(shù)量和負(fù)載數(shù)量，所述各元件的參數(shù)包括以變電站母線為源點(diǎn)的源點(diǎn)信息向量、繼電器狀態(tài)向量、節(jié)點(diǎn)間線路長度l、線路單位長度電阻R₁、線路單位長度電抗X₁、變壓器高壓側(cè)額定電壓U_N、變壓器額定容量S_N、變壓器短路損耗ΔP_k、變壓器短路電壓百分比U_k％。

進(jìn)一步的，所述保護(hù)整定原則包括變壓器出線繼電器整定原則、母線繼電器整定原則、支路繼電器整定原則和負(fù)載側(cè)繼電器整定原則，根據(jù)繼電器所處位置的不同選擇不同的保護(hù)整定原則。

進(jìn)一步的，所述配電網(wǎng)還包括與所述繼電器連接的上位機(jī)，通過上位機(jī)可控制繼電器動作以構(gòu)建不同的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述故障模擬模塊包括從所述配電網(wǎng)引出至接地的故障電路，故障電路包括可調(diào)電阻、用于控制可調(diào)電阻投入不同阻值的第一開關(guān)和位于可調(diào)電阻輸入側(cè)用于導(dǎo)通或斷開故障電路的第二開關(guān)，第一、第二開關(guān)均與所述上位機(jī)連接，由上位機(jī)控制其動作。

本發(fā)明還通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)接線要求及各元件的參數(shù)在配電網(wǎng)軟件仿真裝置中構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)洌?/p>

B、根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)?、各元件的參?shù)，為軟件仿真裝置提供的短路電流計(jì)算公式中的變量賦值，以得到配電網(wǎng)各支路的短路電流，其中，軟件仿真裝置提供的短路電流計(jì)算公式包括計(jì)算配電網(wǎng)各支路負(fù)荷電流的公式、計(jì)算不同故障類型下故障支路故障電流的公式和計(jì)算短路電流的公式，各支路負(fù)荷電流采用前推回代潮流算法進(jìn)行計(jì)算，故障類型包括三相短路故障或者相間短路故障，故障支路的短路電流為故障支路的負(fù)荷電流與故障電流之和，其余支路的短路電流等于該支路的負(fù)荷電流；

C、根據(jù)短路電流及配電網(wǎng)拓?fù)渲欣^電器的位置，選擇相應(yīng)的整定原則中的某一種整定規(guī)則確定電流整定值和動作時(shí)限，軟件仿真裝置判斷電流整定值及動作時(shí)限是否在合理范圍內(nèi)，若合理，軟件仿真裝置生成整定報(bào)表，整定報(bào)表中具有不同故障類型及不同故障位置所對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B；

D、對確定的電流整定值和動作時(shí)限進(jìn)行驗(yàn)證，選擇在軟件仿真裝置中進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)入步驟E，選擇在配電網(wǎng)拓?fù)渌鶎?yīng)的模擬的配電網(wǎng)中進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)入步驟F；

E、在配電網(wǎng)拓?fù)渲性O(shè)置故障，根據(jù)故障類型及故障位置在整定報(bào)表中選出對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并向驗(yàn)證模塊輸入該電流整定值和動作時(shí)限，驗(yàn)證計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確；

F、在模擬的配電網(wǎng)中設(shè)置故障，根據(jù)故障類型及故障位置在整定報(bào)表中選出對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并向模擬配電網(wǎng)中的保護(hù)裝置輸入該電流整定值和動作時(shí)限，驗(yàn)證計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確。

進(jìn)一步的，所述步驟A中，所述接線要求包括變壓器數(shù)量、母線數(shù)量、支路數(shù)量、繼電器數(shù)量和負(fù)載數(shù)量，所述各元件的參數(shù)包括變電站母線為源點(diǎn)的源點(diǎn)信息向量、繼電器狀態(tài)向量、節(jié)點(diǎn)間線路長度l、線路單位長度電阻R₁、線路單位長度電抗X₁、變壓器高壓側(cè)額定電壓U_N、變壓器額定容量S_N、變壓器短路損耗ΔP_k、變壓器短路電壓百分比U_k％。

進(jìn)一步的，所述步驟C包括以下步驟：

C1、所述整定原則根據(jù)繼電器所處位置的不同分為變壓器出線繼電器整定原則、母線繼電器整定原則、支路繼電器整定原則和負(fù)載側(cè)繼電器整定原則，各整定原則均包括多種不同的整定規(guī)則，根據(jù)繼電器所處位置的不同選擇對其中一種整定規(guī)則，結(jié)合步驟B所得的短路電流，確定電流整定值和動作時(shí)限；

C2、軟件仿真裝置將確定的電流整定值和動作時(shí)限與合理范圍進(jìn)行比較，合理范圍的上下限值分別為根據(jù)各種整定規(guī)則確定的電流整定值和動作時(shí)限的最大值和最小值；

C3、當(dāng)確定的電流整定值和動作時(shí)限在合理范圍內(nèi)時(shí)，軟件仿真裝置生成整定報(bào)表。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、學(xué)員利用軟件仿真裝置計(jì)算不同短路故障和故障位置下對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，再利用故障模擬裝置在模擬的配電網(wǎng)中模擬短路故障，將該短路故障類型和故障位置對應(yīng)的電流整定值輸入保護(hù)裝置中，保護(hù)裝置根據(jù)配電網(wǎng)電流與電流整定值的比較結(jié)果，控制繼電器動作并反饋繼電器動作時(shí)間，以驗(yàn)證電流整定值和動作時(shí)限的計(jì)算是否正確，使學(xué)員熟練掌握不同短路故障和故障位置的電流整定值和動作時(shí)限的計(jì)算方法，提高繼電保護(hù)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平，且保證配電網(wǎng)繼電保護(hù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2、軟件仿真裝置可根據(jù)要求繪制不同的配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，學(xué)員計(jì)算出電流整定值和動作時(shí)限后，可直接在軟件仿真裝置上進(jìn)行驗(yàn)證，而無需通過調(diào)整硬件結(jié)構(gòu)來模擬多種配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，既能實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)目的，又能節(jié)省時(shí)間和培訓(xùn)成本。

3、對于模擬配電網(wǎng)，可以通過上位機(jī)控制配電網(wǎng)中繼電器的動作，方便快速地構(gòu)建數(shù)種不同的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使學(xué)員直觀地觀察并熟悉多種典型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高繼電保護(hù)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)裝置的原理框圖。

圖2為本發(fā)明配電網(wǎng)的電路圖。

圖3為本發(fā)明故障模擬裝置的電路圖。

圖4為本發(fā)明配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)裝置包括模擬的配電網(wǎng)1和與配電網(wǎng)連接的軟件仿真裝置2，配電網(wǎng)1包括繼電器11、與繼電器11連接用于控制繼電器11動作的保護(hù)裝置12、設(shè)置在配電網(wǎng)1中用于使配電網(wǎng)1發(fā)生各種短路故障的故障模擬裝置13、設(shè)置在配電網(wǎng)1中與保護(hù)裝置12連接的互感器14和與繼電器11連接的上位機(jī)15，軟件仿真裝置2能夠構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)?，學(xué)員根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)浞謩e計(jì)算配電網(wǎng)發(fā)生各種短路故障時(shí)繼電器動作的電流整定值和動作時(shí)限，故障模擬裝置13使模擬的配電網(wǎng)1發(fā)生某一短路故障后，學(xué)員將對應(yīng)于該短路故障類型和故障位置的電流整定值和動作時(shí)限輸入保護(hù)裝置12，保護(hù)裝置12將互感器14獲取的配電網(wǎng)1的電流與電流整定值比較，當(dāng)配電網(wǎng)1的電流大于電流整定值時(shí)，保護(hù)裝置12控制繼電器相應(yīng)的繼電器11動作，并將繼電器11動作時(shí)間與動作時(shí)限進(jìn)行比較，以驗(yàn)證計(jì)算得出的電流整定值和動作時(shí)限是否正確，其中，短路故障類型包括三相短路故障和相間短路故障。

軟件仿真裝置2包括輸入模塊21、分別與輸入模塊21連接的構(gòu)圖模塊22、第一計(jì)算模塊23、公式庫24和驗(yàn)證模塊28、分別與構(gòu)圖模塊22和公式庫24連接的第二計(jì)算模塊25、分別與第一計(jì)算模塊23、第二計(jì)算模塊25連接的判斷模塊26和分別與判斷模塊26和驗(yàn)證模塊28連接的報(bào)表生成模塊27，公式庫24與第一計(jì)算模塊23連接。

構(gòu)圖模塊22用于根據(jù)輸入模塊輸入21輸入的接線要求及各元件的參數(shù)構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)洌渲?，接線要求包括變壓器數(shù)量、母線數(shù)量、支路數(shù)量、繼電器數(shù)量和負(fù)載數(shù)量，各元件的參數(shù)包括以變電站母線為源點(diǎn)的源點(diǎn)信息向量、繼電器狀態(tài)向量、節(jié)點(diǎn)間線路長度l、線路單位長度電阻R₁、線路單位長度電抗X₁、變壓器高壓側(cè)額定電壓U_N、變壓器額定容量S_N、變壓器短路損耗ΔP_k、變壓器短路電壓百分比U_k％，節(jié)點(diǎn)間線路的電阻值R＝R₁l、電抗值X＝X₁l，變壓器的電阻值電抗值

公式庫用于提供三相短路故障和兩相短路故障對應(yīng)的短路電流計(jì)算公式、多種保護(hù)整定原則和每一種保護(hù)整定原則包括的多種整定規(guī)則。

其中，短路電流計(jì)算公式包括計(jì)算配電網(wǎng)拓?fù)涓髦坟?fù)荷電流的公式、計(jì)算不同故障類型下故障支路故障電流的公式和計(jì)算短路電流的公式，各支路負(fù)荷電流采用前推回代潮流算法進(jìn)行計(jì)算，故障電流的公式包括三相短路故障的故障電流公式和相間短路故障的故障電流公式，故障支路的短路電流為故障支路的負(fù)荷電流與故障電流之和，其余支路的短路電流等于該支路的負(fù)荷電流；

保護(hù)整定原則根據(jù)繼電器所處位置的不同可分為變壓器出線繼電器整定原則、母線繼電器整定原則、支路繼電器整定原則和負(fù)載側(cè)繼電器整定原則，每一種保護(hù)整定原則包括多種整定規(guī)則，分別為：

變壓器出線繼電器整定原則:

(1)過流I段：

a、按躲過本線路末端最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、按不大于本站5倍電壓器低壓額定容量的整定規(guī)則整定：其中，S_n為主變額定容量，U_n為主變額定電壓；

c、按最小運(yùn)行方式下本線路出口兩相短路故障時(shí)不小于1進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，若不滿足靈敏度，則按與下一級線路Ι段配合的整定規(guī)則整定：I_DZΙ＝K_m*K_fz*I_DZ1,其中，靈敏度校驗(yàn)公式為：

d、動作時(shí)限T：若按照a中所述的整定規(guī)則進(jìn)行電流整定，則T＝0s；若按照b或者c中所述的整定規(guī)則進(jìn)行電流整定，則T＝0.3s；

(2)過流II段：

a、按躲過本線路末端最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、按與下級保護(hù)的I/II段配合的整定規(guī)則整定：

I_DZΙΙ＝K_m*K_fz*I_DZ1/I_DZΙΙ＝K_m*K_fz*I_DZ2；

c、按最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路故障時(shí)不小于1.5進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：

d、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT；

(3)過流III段：

a、按躲過最大負(fù)荷電路的整定規(guī)則整定：I_DZΙΙΙ＝K_K*K*I_f/K_fh；

b、與下級保護(hù)III段配合：I_DZΙΙΙ＝K_m*K_fz*I_DZ3；

c、按最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路故障時(shí)不小于1.5進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：

d、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT。

母線繼電器整定原則：

(1)過流I段：

a、按躲過本線路末端最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、若按照a中所述的整定規(guī)則得到的整定電流小于1.2倍下一級分支開關(guān)最大整定值，取1.2倍下一級分支開關(guān)最大整定值；

c、動作時(shí)限T：T＝0.15s，與出線開關(guān)I段保護(hù)時(shí)間配合；

(2)過流II段：

a、若與下級繼電器之間有配變則按躲過配變低壓側(cè)最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、按與下級保護(hù)的II段配合的整定規(guī)則整定：

I_DZΙΙ＝K_m*K_fz*I_DZ2；

c、按最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路故障時(shí)不小于1.5進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：

d、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT；

(3)過流III段：

a、按躲過最大負(fù)荷電路的整定規(guī)則整定：I_DZΙΙΙ＝K_K*K*I_f/K_fh；

b、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT。

支路繼電器整定原則

(1)過流I段：

a、按躲過本線路末端最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、動作時(shí)限T：T＝0s；

(2)過流II段：

a、按躲過配變低壓側(cè)最大三相短路電流的整定規(guī)則整定：

b、按與下級保護(hù)的I段配合的整定規(guī)則整定：

I_DZΙΙ＝K_K*I_DZ1；

c、按最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路故障時(shí)不小于1.5進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：

d、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT；

(3)過流III段：

a、按躲過最大負(fù)荷電路的整定規(guī)則整定：I_DZΙΙΙ＝K_K*K*I_f/K_fh；

b、動作時(shí)限T：與上、下級保護(hù)時(shí)間配合：

T≤T′-ΔT，T≥T″+ΔT。

負(fù)載側(cè)繼電器整定原則

(1)過流I段：

a、按躲過最大運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)流過高壓側(cè)的短路電流的整定規(guī)則整定：

b、動作時(shí)限T：若后接1個(gè)配變，則T＝0s；若后接2個(gè)及以上配變，則T＝0.2s；

(2)過流II段：

a、按躲過最大負(fù)荷電流的整定規(guī)則整定：I_DZΙΙ＝K_K*K*I_f/K_fh；

b、動作時(shí)限T：若后接1個(gè)配變，則T＝0.3s，若后接2個(gè)及以上配變，則T＝0.5s；

其中，上述各式中字母含義如表1所示：

表1整定原則字母符號含義對照表

第一計(jì)算模塊23用于根據(jù)從公式庫24中讀取的短路電流計(jì)算公式和輸入模塊21賦予的公式各變量的值計(jì)算配電網(wǎng)短路電流，并根據(jù)短路電流和從學(xué)員通過輸入模塊21從公式庫24中選擇的其中一種整定規(guī)則計(jì)算電流整定值和動作時(shí)限，第二計(jì)算模塊25用于根據(jù)從構(gòu)圖模塊22讀取的配電網(wǎng)拓?fù)湫畔⒑蛷墓綆?4讀取的短路電流計(jì)算公式自動計(jì)算配電網(wǎng)短路電流，并根據(jù)短路電流和各種整定規(guī)則計(jì)算合理范圍，合理范圍的上下限值分別為根據(jù)各種整定規(guī)則確定的電流整定值和動作時(shí)限的最大值和最小值，判斷模塊26判斷第一計(jì)算模塊23計(jì)算的電流整定值和動作時(shí)限是否在第二計(jì)算模塊25計(jì)算的合理范圍，若是，則將電流整定值和動作時(shí)限傳輸至報(bào)表生成模塊27，報(bào)表生成模塊27用于生成整定報(bào)表，整定報(bào)表中具有不同短路故障類型及不同故障位置所對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，通過輸入模塊21在構(gòu)圖模塊22構(gòu)建的配電網(wǎng)拓?fù)渖显O(shè)置短路故障，學(xué)員根據(jù)該短路故障類型和故障位置，從整定報(bào)表中選出對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，通過輸入模塊21輸入至驗(yàn)證模塊28，驗(yàn)證模塊28使配電網(wǎng)拓?fù)溥\(yùn)行仿真，觀察配電網(wǎng)拓?fù)渲邢鄳?yīng)的繼電器是否動作及其動作時(shí)間，以驗(yàn)證學(xué)員計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確。

如圖2所示，本實(shí)施例中，配電網(wǎng)11包括通過繼電器910實(shí)現(xiàn)手拉手連接的第一路線和第二路線、與第一、第二路線中的繼電器連接的保護(hù)裝置(圖中未畫出)、與保護(hù)裝置連接的互感器(圖中未畫出)和負(fù)載，第一路線包括電源V1、變壓器T1、第一母線L1、從第一母線L1引出的第一線路、串接在電源V1和變壓器T1之間的連接線上的繼電器111、串接在變壓器T1和第一母線L1之間的連接線上的繼電器911、串接在第一線路上的繼電器912、繼電器913、繼電器914，繼電器910串接在第一線路上，繼電器912、繼電器913之間的線路形成第一支路L2，繼電器913、繼電器914之間的線路形成第二支路L3，繼電器914、繼電器910之間的線路行程第三支路L4，分別從第一支路L2、第二支路L3和第三支路L4引出接負(fù)載，第二路線包括電源V2、變壓器T2、第二母線L5、從第二母線L5引出的第二線路、串接在電源V2和變壓器T2之間的連接線上的繼電器121、串接在變壓器T2和第二母線L5之間的連接線上的繼電器921、串接在第二線路上的繼電器922、繼電器923、與第二線路連接的第三母線L6、分別從第三母線L6引出的第三線路和第七支路L10、串接在第三線路上的繼電器924、繼電器925、串接在第四線路上的繼電器926、設(shè)置在第一母線L1和第二母線L5之間的連接線上的繼電器900，繼電器922、繼電器923之間的線路形成第四支路L7，繼電器924、繼電器925之間的線路形成第五支路L8，繼電器910、繼電器925之間的線路形成第六支路L9，分別從第二母線L5、第三母線L6、第七支路L10引出接負(fù)載，電源V1和電源V2輸出電壓相同，變壓器T1和變壓器T2規(guī)格相同，第一支路L2、第二支路L3、第三支路L4、第七支路L10均為1km架空線，第四支路L7為0.5km電纜線加上2km架空線，第五支路L8為2km架空線。

如圖3所示，故障模擬裝置包括從配電網(wǎng)1引出至接地的故障電路，故障電路包括可調(diào)電阻53、用于控制可調(diào)電阻53投入不同阻值的第一開關(guān)56和位于可調(diào)電阻53輸入側(cè)用于導(dǎo)通或斷開故障電路的第二開關(guān)57，第一開關(guān)56和第二開關(guān)57均與上位機(jī)15連接，由上位機(jī)15控制其動作，第一開關(guān)56包括開關(guān)K10、K11、K12和K13，第二開關(guān)57包括開關(guān)K4、K5和K6。

如圖4所示，配電網(wǎng)繼電保護(hù)培訓(xùn)方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)接線要求及各元件的參數(shù)在配電網(wǎng)軟件仿真裝置中構(gòu)建配電網(wǎng)拓?fù)洌渲?，接線要求包括變壓器數(shù)量、母線數(shù)量、支路數(shù)量、繼電器數(shù)量和負(fù)載數(shù)量，所述各元件的參數(shù)包括變電站母線為源點(diǎn)的源點(diǎn)信息向量、繼電器狀態(tài)向量、節(jié)點(diǎn)間線路長度l、線路單位長度電阻R₁、線路單位長度電抗X₁、變壓器高壓側(cè)額定電壓U_N、變壓器額定容量S_N、變壓器短路損耗ΔP_k、變壓器短路電壓百分比U_k％；

B、根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)?、各元件的參?shù)，為軟件仿真裝置提供的公式中的變量賦值，以得到配電網(wǎng)各支路的短路電流，其中，軟件仿真裝置提供的公式包括計(jì)算配電網(wǎng)各支路負(fù)荷電流的公式、計(jì)算不同故障類型下故障支路故障電流的公式和計(jì)算短路電流的公式，各支路負(fù)荷電流采用前推回代潮流算法進(jìn)行計(jì)算，故障類型包括三相短路故障或者相間短路故障，故障支路的短路電流為故障支路的負(fù)荷電流與故障電流之和，其余支路的短路電流等于該支路的負(fù)荷電流；

C、根據(jù)短路電流及配電網(wǎng)拓?fù)渲欣^電器的位置，選擇相應(yīng)的整定原則中的某一種整定規(guī)則確定電流整定值和動作時(shí)限，軟件仿真裝置判斷電流整定值及動作時(shí)限是否在合理范圍內(nèi)，若合理，軟件仿真裝置生成整定報(bào)表，整定報(bào)表中具有不同故障類型及不同故障位置所對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并進(jìn)入步驟D，否則返回步驟B，具體為：

C1、整定原則根據(jù)繼電器所處位置的不同分為變壓器出線繼電器整定原則、母線繼電器整定原則、支路繼電器整定原則和負(fù)載側(cè)繼電器整定原則，各整定原則均包括多種不同的整定規(guī)則，根據(jù)繼電器所處位置的不同選擇對其中一種整定規(guī)則，結(jié)合步驟B所得的短路電流，確定電流整定值和動作時(shí)限；

C2、軟件仿真裝置將確定的電流整定值和動作時(shí)限與合理范圍進(jìn)行比較，合理范圍的上下限值分別為根據(jù)各種整定規(guī)則確定的電流整定值和動作時(shí)限的最大值和最小值；

C3、當(dāng)確定的電流整定值和動作時(shí)限在合理范圍內(nèi)時(shí)，軟件仿真裝置生成整定報(bào)表；

D、對確定的電流整定值和動作時(shí)限進(jìn)行驗(yàn)證，選擇在軟件仿真裝置中進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)入步驟E，選擇在配電網(wǎng)拓?fù)渌鶎?yīng)的模擬的配電網(wǎng)中進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)入步驟F；

E、在配電網(wǎng)拓?fù)渲性O(shè)置故障，根據(jù)故障類型及故障位置在整定報(bào)表中選出對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并向驗(yàn)證模塊輸入該電流整定值和動作時(shí)限，驗(yàn)證計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確；

F、在模擬的配電網(wǎng)中設(shè)置故障，根據(jù)故障類型及故障位置在整定報(bào)表中選出對應(yīng)的電流整定值和動作時(shí)限，并向模擬配電網(wǎng)中的繼電器保護(hù)裝置輸入該電流整定值和動作時(shí)限，驗(yàn)證計(jì)算的電流整定值及動作時(shí)限是否正確。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。