本发明专利技术属于电力系统继电保护技术领域，公开了一种配电线路雷击故障性质判别方法、系统、设备及终端，所述配电线路雷击故障性质判别方法包括：从能量成分上对雷击配电线路产生响应电流的过程进行分析，阐述配电线路上雷击响应电流能量溯源的基本原理；根据响应电流特点提出衰减电流能量成分表征的方法，采用Prony算法对检测到的雷电流信号进行模式分解，从不同的模式中分离出静电感应能量成分和电磁感应能量成分，根据不同雷击性质中能量成分占比不同对直击雷与感应雷过电压进行判别。本发明专利技术能够可靠检测雷击事件，并准确地对直击雷故障与感应雷故障性质进行辨识，对改进线路防雷设计和实现差异化防雷具有重要的意义。防雷设计和实现差异化防雷具有重要的意义。防雷设计和实现差异化防雷具有重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种配电线路雷击故障性质判别方法、系统、设备及终端
[0001]本专利技术属于电力系统继电保护
，尤其涉及一种配电线路雷击故障性质判别方法、系统、设备及终端。
技术介绍
[0002]目前，配电线路分布广泛，绝缘防护等级较低，极易遭受雷击，引发配电线路发生闪络故障并导致供电中断事故。统计数据表明，配电线路中因雷害事故造成的跳闸事故占总跳闸事故的70％～80％。雷电直击配电线路或附近雷击感应过电压，均能引起雷击故障，但直击雷与感应雷的入侵方式不同，故障形成机理不同，导致防雷手段的应用缺乏客观依据，提升防雷效果困难，因此可靠检测雷击事件，并准确识别感应雷和直击雷，对改进线路防雷设计和实现差异化防雷具有重要的意义。目前对于雷击线路故障的判别方法主要是用不同数字信号处理方法对仿真或者测量数据进行特征提取分析，其精度取决于方法与数据的适应性，局限性比较大。因此，亟需一种新的电线路雷击故障性质判别方法，以弥补现有技术的缺陷。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前对于雷击线路故障的判别方法主要是用不同数字信号处理方法对仿真或者测量数据进行特征提取分析，其精度取决于方法与数据的适应性，且由于不同类型的数字信号处理方法对数据处理存在着各种不足，局限性比较大。本专利技术从配电线路对不同类型的雷击故障产生的响应特征来辨识雷击故障类型的原理和方法，其精度不依赖于数字信号处理的方法，给配电线路雷击类型识别提供可靠有效且易于实现的方案。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种配电线路雷击故障性质判别方法、系统、设备及终端，尤其涉及一种基于雷击配电线路电流能量成分溯源原理的配电线路雷击故障性质判别方法、系统、设备及终端。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种配电线路雷击故障性质判别方法，所述配电线路雷击故障性质判别方法包括：
[0006]从能量成分上对雷击配电线路产生响应电流的过程进行分析，阐述配电线路上雷击响应电流能量溯源的基本原理；根据响应电流特点提出衰减电流能量成分表征的方法，采用Prony算法对检测到的雷电流信号进行模式分解，从不同的模式中分离出静电感应能量成分和电磁感应能量成分，根据不同雷击性质中能量成分占比不同对直击雷与感应雷过电压进行判别。
[0007]进一步，所述配电线路雷击故障性质判别方法包括以下步骤：
[0008]步骤一，监测避雷器动作电流；
[0009]步骤二，对电流信号进行Prony分析；
[0010]步骤三，计算SNR值；
[0011]步骤四，判断SNR是否大于20，若否，则重新赋值模型阶数m，并返回步骤二；若是，则计算振幅、频率以及衰减因子；
[0012]步骤五，进行衰减电流能量成分比Q值的计算；
[0013]步骤六，判断Q是否大于1，若是，则判定为感应雷过电压；若否，则判定为直击雷过电压。
[0014]进一步，所述配电线路雷击故障性质判别方法，还包括：
[0015](1)配电线路在雷电流作用下会产生静电感应和电磁感应两部分响应，雷电流作用的静电感应电流i
sf
由束缚电荷Q
sf
产生，雷电流作用的电磁感应部分i
dc
，该电流由电磁感应电荷Q
dc
产生；
[0016](2)配电线路在雷击作用下的电流响应特征用RLC二阶动态电路进行分析，雷击配电线路的响应电流由静电感应电荷电流和电磁感应电荷电流组成；
[0017](3)雷电流含有各种不同频率的衰减量；根据雷电流特征用Prony算法对雷电流模式进行分解，得出雷电流信号在不同频率下的特征量，频率为零的对应于静电感应能量成分，高频对应于电磁感应能量成分；
[0018](4)静电感应能量和电磁感应能量的能量成分分别为非振荡衰减能量Q
sf
和高频振荡衰减Q
dc
，定义非振荡衰减能量与高频振荡衰减能量比为能量成分比Q，并对不同性质雷击故障进行溯源分析。
[0019]进一步，步骤(2)中，雷击配电线路的响应电流由静电感应电荷电流和电磁感应电荷电流组成，即i＝i
sf
+i
dc
。
[0020]进一步，步骤(4)中，根据线路响应电流i模式分解和能量关系可知：
[0021][0022]其中，i
i
、α
i
为非振荡衰减电流的幅值和衰减系数，i
j
、f
j
、β
j
为高频振荡衰减电流的幅值、频率和衰减系数。
[0023]进一步，步骤(4)中，对不同性质雷击故障进行溯源分析可知，通过构造模式分解后的电流能量比来判别雷击故障类型；当Q>1时，判定为感应雷；当Q<1时，判定为直击雷。
[0024]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述配电线路雷击故障性质判别方法的配电线路雷击故障性质判别系统，所述配电线路雷击故障性质判别系统包括：
[0025]感应电流产生模块，配电线路在雷电流作用下会产生静电感应和电磁感应两部分响应，雷电流作用的静电感应电流i
sf
由束缚电荷Q
sf
产生，雷电流作用的电磁感应部分i
dc
，该电流由电磁感应电荷Q
dc
产生；
[0026]电流响应特征分析模块，用于通过RLC二阶动态电路从能量成分上对雷击配电线路产生响应电流的过程进行分析，阐述配电线路上雷击响应电流能量溯源的基本原理；
[0027]电流信号模式分解模块，用于根据响应电流特点提出衰减电流能量成分表征的方法，采用Prony算法对检测到的雷电流信号进行模式分解，从不同的模式中分离出静电感应能量成分和电磁感应能量成分；
[0028]雷击故障溯源分析模块，用于定义非振荡衰减能量与高频振荡衰减能量比为能量成分比Q，根据不同雷击性质中能量成分占比不同对直击雷与感应雷过电压进行判别，对不
同性质雷击故障进行溯源分析。
[0029]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0030]从能量成分上对雷击配电线路产生响应电流的过程进行分析，阐述配电线路上雷击响应电流能量溯源的基本原理；根据响应电流特点提出衰减电流能量成分表征的方法，采用Prony算法对检测到的雷电流信号进行模式分解，从不同的模式中分离出静电感应能量成分和电磁感应能量成分，根据不同雷击性质中能量成分占比不同对直击雷与感应雷过电压进行判别。
[0031]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
[0032]从能量成分上对雷击配电线路产生响应电流的过程进行分析，阐述配电线路上雷击响应电流能量溯源本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种配电线路雷击故障性质判别方法，其特征在于，所述配电线路雷击故障性质判别方法包括：对雷击配电线路产生响应电流的能量溯源进行分析；采用Prony算法对检测到的雷电流信号进行模式分解，从不同的模式中分离出静电感应能量成分和电磁感应能量成分，根据不同雷击性质中能量成分占比不同对直击雷与感应雷过电压进行判别。2.如权利要求1所述配电线路雷击故障性质判别方法，其特征在于，所述配电线路雷击故障性质判别方法包括以下步骤：步骤一，监测避雷器动作电流；步骤二，对电流信号进行Prony分析；步骤三，计算SNR值；步骤四，判断SNR是否大于20，若否，则重新赋值模型阶数m，并返回步骤二；若是，则计算振幅、频率以及衰减因子；步骤五，进行衰减电流能量成分比Q值的计算；步骤六，判断Q是否大于1，若是，则判定为感应雷过电压；若否，则判定为直击雷过电压。3.如权利要求1所述配电线路雷击故障性质判别方法，其特征在于，所述配电线路雷击故障性质判别方法，还包括：(1)配电线路在雷电流作用下会产生静电感应和电磁感应两部分响应，雷电流作用的静电感应电流i
sf
由束缚电荷Q
sf
产生，雷电流作用的电磁感应部分i
dc
，该电流由电磁感应电荷Q
dc
产生；(2)配电线路在雷击作用下的电流响应特征用RLC二阶动态电路进行分析，雷击配电线路的响应电流由静电感应电荷电流和电磁感应电荷电流组成；(3)雷电流含有各种不同频率的衰减量；根据雷电流特征用Prony算法对雷电流模式进行分解，得出雷电流信号在不同频率下的特征量，频率为零的对应于静电感应能量成分，高频对应于电磁感应能量成分；(4)静电感应能量和电磁感应能量的能量成分分别为非振荡衰减能量Q
sf
和高频振荡衰减Q
dc
，定义非振荡衰减能量与高频振荡衰减能量比为能量成分比Q，并对不同性质雷击故障进行溯源分析。4.如权利要求3所述配电线路雷击故障性质判别方法，其特征在于，步骤(2)中，雷击配电线路的响应电流由静电感应电荷电流和电磁感应电荷电流组成，即i＝i
sf
+i
dc
。5.如权利要求3所述配电线路雷击故障性质判别方法，其特征在于，步骤(4)中，根据线路响应电流i模式分解和能量关系可知：其中，i
i
、α
i
为非振荡衰减电流的幅值和衰减系数，i
j
、f
j
、β
j
为高频振荡衰减电流的幅值、频率...
【专利技术属性】
技术研发人员：向念亲，常全胤，孙秀晴，
申请(专利权)人：昆明同弘瑞能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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