一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法技术方案

本申请提供一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法，可用于电子电力领域。所述系统包括：仿真模拟单元，用于模拟雷电流在交流系统中的传输，并输出雷电流传输后的波形数据；模拟电流生成单元，用于根据上述波形数据生成模拟电流；保护装置，当模拟电流超过预设的响应阈值时，发生跳闸，并输出高电平；记录对比单元，用于记录流过保护装置的模拟电流的波形，并和实际线路的历史波形数据进行对比；结果分析单元，用于分析对比结果，若对比一致，且保护装置未发生跳闸，则保护装置是有改进的。实现了保护装置的硬件在环模拟，能够在模拟过程中与保护装置硬件进行实时交互，并记录保护装置反应时的实时电流，以对保护装置的改进结果进行分析。行分析。行分析。

【技术实现步骤摘要】
一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法


[0001]本申请涉及电子电力领域，尤其涉及一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于雷击引起的跳闸次数占高压线路运行的总跳闸次数的40％
‑
70％。根据雷电流是否引起线路故障可将雷击扰动分为非故障雷击和故障雷击，多数雷击的能量不足以导致导线对地绝缘破坏，高频雷电流通过变压器中性点入地和在线路两端避雷器泄放后消失，因此非故障雷击也称为雷击干扰。
[0003]电网运行过程中，由于双重化配置的纵联电流差动保护的原理不同，雷击干扰可能会造成线路故障保护动作不一致的情况，对保护动作行为的分析评价造成困难。对雷击干扰进行识别有助于保证故障分析的正确性，从而进一步制定针对性的防护措施。因此，进行非故障雷击识别是十分必要的。
[0004]输电线路故障后数毫秒内的暂态量中蕴含有丰富的故障特征信息，充分对故障暂态信息挖掘分析是进一步提升继电保护可靠性和速动性的有效途径。现有技术中，通过采用电磁暂态仿真软件PSCAD建立仿真模型，通过实际线路中被雷电直击的导线，获取实际线路中的雷电流波形，通过模拟雷电流过电压波形进行仿真，通过比较仿真模型幅值与实际线路幅值，得出仿真波形计算出非故障雷击的雷电流幅值区间实现对非故障雷击的识别，以改进现有保护装置。
[0005]对于改进后的保护装置，若想测试改进效果，需要进行保护装置硬件在环模拟，但由于现有技术只能进行电磁暂态仿真以对事件进行模拟，无法做到与保护装置硬件的实时交互，因此无法获知改进后的保护装置的实际改进效果，也无法获得保护装置反应时的实时电流，从而进行进一步的分析。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的问题，本申请提供一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法，能够至少部分地解决现有技术中的问题。
[0007]第一方面，本申请提供一种雷击线路保护动作事件反演系统，包括：
[0008]仿真模拟单元，用于模拟雷电流在交流系统中的传输，并输出所述雷电流传输后的波形数据；
[0009]模拟电流生成单元，与所述仿真模拟单元连接，用于接收所述雷电流传输后的波形数据，并根据所述波形数据生成模拟电流；
[0010]保护装置，与所述模拟电流生成单元连接，用于当所述模拟电流超过预设的响应阈值时，发生跳闸，并输出高电平；
[0011]记录对比单元，与所述保护装置连接，用于记录流过所述保护装置的模拟电流的波形，将所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；
[0012]结果分析单元，用于分析所述记录对比单元的对比结果，若所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且所述保护装置未发生跳闸，则所述保护装置是有改进的。
[0013]其中，所述仿真模拟单元，包括：
[0014]雷电流仿真模块，用于产生仿真的雷电流，所述雷电流为双指数波；
[0015]交流系统仿真模块，用于接收所述仿真的雷电流，模拟所述雷电流在交流系统中传输的过程，并输出所述雷电流传输后的波形数据。
[0016]其中，所述交流系统仿真模块包括：输电杆塔、避雷器、电压互感器、断路器和无穷大系统；
[0017]所述仿真的雷电流在所述输电杆塔上传输时采用电磁暂态仿真步长，在避雷器、电压互感器、断路器和无穷大系统中传输时采用机电暂态仿真步长。
[0018]其中，所述模拟电流生成单元，包括：
[0019]GTAO板卡，用于根据所述雷电流传输后的波形数据生成信号电流；
[0020]功率放大器，用于将所述信号电流放大得到模拟电流。
[0021]其中，所述记录对比单元，包括：
[0022]故障录波仪，用于实时记录经过所述保护装置的模拟电流的波形，并在接收到所述保护装置发出的高电平时进行标记；
[0023]波形对比模块，用于将所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比。
[0024]其中，还包括：一数据库，用于存储所述历史波形数据和所述故障录波仪记录的模拟电流的波形。
[0025]第二方面，本申请提供一种雷击线路保护动作事件反演方法，包括：
[0026]仿真模拟单元模拟雷电流在交流系统中的传输，并输出所述雷电流传输后的波形数据；
[0027]模拟电流生成单元接收所述雷电流传输后的波形数据，并根据所述波形数据生成模拟电流；
[0028]保护装置当所述模拟电流超过预设的响应阈值时，发生跳闸，并输出高电平；
[0029]记录对比单元记录流过所述保护装置的模拟电流的波形，将所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；
[0030]结果分析单元分析所述记录对比单元的对比结果，若所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且所述保护装置未发生跳闸，则所述保护装置是有改进的。
[0031]本申请实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统及方法，通过仿真模拟单元、模拟电流生成单元、保护装置、记录对比单元和结果分析单元，实现了保护装置的硬件在环模拟，能够在模拟过程中与保护装置硬件进行实时交互，并记录保护装置反应时的实时电流，以对保护装置的改进结果进行分析。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统的结构示意图；
[0034]图2是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统的结构示意图；
[0035]图3是本申请一实施例提供的交流系统仿真模块112中仿真模型的示意图；
[0036]图4是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统的结构示意图；
[0037]图5是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统的结构示意图；
[0038]图6是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统的结构示意图；
[0039]图7是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法的流程图；
[0040]图8是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法的流程图；
[0041]图9是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法的流程图；
[0042]图10是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法的流程图；
[0043]图11是本申请一实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法的流程图。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷击线路保护动作事件反演系统，其特征在于，包括：仿真模拟单元，用于模拟雷电流在交流系统中的传输，并输出所述雷电流传输后的波形数据；模拟电流生成单元，与所述仿真模拟单元连接，用于接收所述雷电流传输后的波形数据，并根据所述波形数据生成模拟电流；保护装置，与所述模拟电流生成单元连接，用于当所述模拟电流超过预设的响应阈值时，发生跳闸，并输出高电平；记录对比单元，与所述保护装置连接，用于记录流过所述保护装置的模拟电流的波形，将所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；结果分析单元，用于分析所述记录对比单元的对比结果，若所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且所述保护装置未发生跳闸，则所述保护装置是有改进的。2.根据权利要求1所述的雷击线路保护动作事件反演系统，其特征在于，所述仿真模拟单元，包括：雷电流仿真模块，用于产生仿真的雷电流，所述雷电流为双指数波；交流系统仿真模块，用于接收所述仿真的雷电流，模拟所述雷电流在交流系统中传输的过程，并输出所述雷电流传输后的波形数据。3.根据权利要求2所述的雷击线路保护动作事件反演系统，其特征在于，所述交流系统仿真模块包括：输电杆塔、避雷器、电压互感器、断路器和无穷大系统；所述仿真的雷电流在所述输电杆塔上传输时采用电磁暂态仿真步长，在避雷器、电压互感器、断路器和无穷大系统中传输时采用机电暂态仿真步长。4.根据权利要求1所述的雷击线路保护动作事件反演系统，其特征在于，所述模拟电流生成单元，包括：GTAO板卡，用于根据所述雷电流传输后的波形数据生成信号电流；功率放大器，用于将所述信号电流放大得到模拟电流。5.根据权利要求1所述的雷击线路保护动作事件反演系统，其特征在于，所述记录对比单元，包括：故障录波仪，用于实时记录经过所述保护装置的模拟电流的波形，并在接收到所述保护装置发出的高电平时进行标记；波形对比模块，用于将所述模拟电流的波形和实际线路的历史波形数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑少明，张思琪，刘一民，黄天啸，王宁，陈瑞，董鹏，刘苗，杜鹃，彭珑，刘慧林，郭鑫，曹天植，辛光明，王晓斐，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：