[發明專利]一種基于短時窗斜率單調性的多重雷擊判別方法及系統

有效

• 申請號: 202310086723.7
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN115792507B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 束洪春;馬御棠;劉皓銘;唐玉濤;韓一鳴;朱夢夢;連有明;輝崇孝;婁偉杰;楊紫燃
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 王鵬飛

本發明涉及一種基于短時窗斜率單調性的多重雷擊判別方法及系統。本發明包括步驟：當被保護輸電線路遭受雷擊產生故障時，選取雷擊故障相電流波形的突變量；對所選取的突變量的上升沿處進行微分計算，求取相電流的短時窗斜率；判斷各個時窗斜率的單調性；若短時窗斜率值滿足單調變化，則判斷為單次雷擊；若短時窗斜率值滿足存在非單調點，則判斷該點為后續雷擊注入時刻；統計錄波時窗內所有非單調點個數記為n，得出在該段錄波時窗內發生n+1重雷擊。本發明大量不同幅值的雷電流與不同雷擊時刻的仿真結果表明此方法有效且可靠，其物理概念直觀清晰，實現方法簡單，可廣泛運用于輸電線路的防雷保護。具有判斷準確率高、速度快、適應性強的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于短時窗斜率單調性的多重雷擊判別方法及系統，屬于新型電力系統智能制造與繼電保護技術領域。

背景技術

110kV架空輸電線路作為國內電力系統中的重要部分，確保電能穩定安全的輸送具有重大意義。雷電流是一種超強的電磁脈沖電流，雷云放電時會在輸電線路上形成暫態過電壓，引起雷擊跳閘事故。國內外的諸多學者主要的研究方向是基于首次雷擊而引起的故障分量，對其進行計算分析，卻忽略了后續雷擊的影響。據統計數據分析，輸電線路雷擊跳閘等故障數占總故障數的60%以上，而根據雷電監測系統的數據顯示，70%以上的地面落雷均為多重雷擊，但是由于缺少對應的監測裝置，目前對后續雷電流的識別與分析的難度較大，實際操作相對困難，難以確定架空輸電線路是由單重雷擊還是多重雷擊造成的。因此亟需一種簡單可靠的方法，能夠在雷擊故障后精確地判別出是單重雷擊還是多重雷擊，為輸電線路的雷擊防護針對性分析起到可靠的基礎性作用。

發明內容

本發明提供了一種基于短時窗斜率單調性的多重雷擊判別方法及系統，以用于從新型電力系統智能制造與繼電保護的角度出發，解決現有缺少對應的監測裝置，目前對后續雷電流的識別與分析的難度較大，實際操作相對困難，難以確定架空輸電線路是由單重雷擊還是多重雷擊造成的等不足之處。本發明基于保護裝置對雷擊故障識別的基礎之上，提出通過在故障相電流波形的突變量處選取短時窗，計算短時窗斜率是否存在非單調點的方法，識別單重雷擊和多重雷擊，其原理清晰直觀、所用電氣量簡單、信號處理過程簡單、判別結果可靠，可為輸電線路防雷研究提供簡單易行的手段，為輸電線路新型繼電保護提供可靠的雷擊辨識方法。

本發明的技術方案是：第一方面，本發明提供一種基于短時窗斜率單調性的多重雷擊判別方法，本發明的識別方法總流程如圖10所示，采集故障后輸電線路三相電流信號，所述判別方法的具體步驟如下：

Step1、當被保護輸電線路遭受雷擊產生故障時，選取雷擊故障相電流波形的突變量；

Step2、對上述所選取的突變量的上升沿處進行微分計算，求取相電流的短時窗斜率；

Step3、判斷各個時窗斜率的單調性；

Step4、若短時窗斜率值滿足單調變化，則判斷為單次雷擊；若短時窗斜率值滿足存在非單調點，則判斷該點為后續雷擊注入時刻；

Step5、統計錄波時窗內所有非單調點個數記為n，得出在該段錄波時窗內發生n+1重雷擊。

作為本發明的進一步方案，所述Step1中，選取雷擊故障相電流波形的突變量，具體包括：