一种雷击线路保护动作事件反演系统及方法

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

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。

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：

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。

其中，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。

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；

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。

其中，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。

其中，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据进行对比。

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。

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：

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；

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；

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；

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；

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。

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

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

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，如图1所示，本申请实施例提供的雷击线路保护动作事件反演系统包括：

仿真模拟单元110，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；

具体地，由于实际情况中，雷电流并非直接注入保护装置，而是劈中输电线后在交流系统中传输一段距离后，传入保护装置，因此需要设置仿真模拟单元110模拟雷电流在交流系统中的传输过程，并输出雷电流传输后的波形数据。

模拟电流生成单元120，与仿真模拟单元110连接，用于接收雷电流传输后的波形数据，并根据波形数据生成模拟电流；

具体地，模拟电流生成单元120接收到仿真模拟单元110输出的雷电流传输后的波形数据后，根据该波形数据中的参数值生成模拟电流。

保护装置130，与模拟电流生成单元120连接，用于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；

具体地，保护装置130接收模拟电流生成单元120生成的模拟电流，当模拟电流的大小超过预设的响应阈值时，保护装置130做出响应，发生跳闸，并输出高电平，表示保护装置130做出了跳闸动作。若模拟电流未超过保护装置130的响应阈值，则保护装置130不进行任何动作。该保护装置为进行改进后的保护装置。

记录对比单元140，与保护装置130连接，用于记录流过保护装置的模拟电流的波形，将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；

具体地，记录对比单元140用于记录流过保护装置的模拟电流的波形，对比模拟电流的波形和本次实验模拟的实际线路的历史波形数据的重合度，以保证实验的准确性，并在此基础上进行进一步的分析。其中，历史波形数据为历史实际线路中的保护装置在受到雷击干扰发生跳闸时，流过实际线路中的保护装置的电流。

结果分析单元150，用于分析记录对比单元的对比结果，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且保护装置未发生跳闸，则保护装置是有改进的。

具体地，结果分析单元150对记录对比单元的对比结果进行分析，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且此次记录的模拟电流的波形没有跳闸记录，即保护装置未发生跳闸，则说明改进后的保护装置能够正确识别雷击干扰，在遇到雷击干扰时不发生跳闸，因此保护装置是有改进的；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，但保护装置发生跳闸，则说明经过改进的保护装置仍不能正确识别本次的雷击干扰，此时记录对比单元140记录的模拟电流波形可以帮助工作人员进行进一步的分析，以对保护装置进行进一步的改进；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据不一致，则说明仿真模拟单元110模拟的雷电流在交流系统中传输的过程与实际情况不一致，需要进一步将仿真模拟单元110模拟的传输过程和实际传输过程进行对比，并进行调整，例如增设雷电流传输经过的电力设备、改变雷电流流经的电力设备的参数等。历史波形数据均为历史上，实际线路中的保护装置因受到雷击干扰而发生跳闸时记录到的线路中的波形。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统，包括：仿真模拟单元110、模拟电流生成单元120、保护装置130、记录对比单元140和结果分析单元150，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。

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，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，仿真模拟单元110包括：

雷电流仿真模块111，用于产生仿真的雷电流，该雷电流为双指数波；

具体地，雷电流仿真模块111产生的仿真的雷电流为规程规定的电力系统工程计算雷电流，为2.6/50us双指数波，表达式为i(t)＝I

交流系统仿真模块112，用于接收仿真的雷电流，模拟该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；

具体地，交流系统仿真模块112搭建仿真交流系统，对交流系统进行仿真，接收雷电流仿真模块111输出的仿真的雷电流，模拟该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，波形数据可以包括电流波形的幅值、修正系数等。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统，通过雷电流仿真模块111和交流系统仿真模块112，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。

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，如图3所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，交流系统仿真模块112包括：输电杆塔112a、避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e；

仿真的雷电流在输电杆塔112a上传输时采用电磁暂态仿真步长，在避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e中传输时采用机电暂态仿真步长。

具体地，由于输电杆塔是遭遇雷电流时主要发生故障的部分，因此仿真的雷电流在输电杆塔112a上传输时采用微秒-毫秒级的电磁暂态仿真步长，以获得更加准确的故障信息，即发生故障时的波形信息。在避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e中传输时采用毫秒-秒级的机电暂态仿真步长，可以节约系统内存资源。断路器112d中有一电流互感器，仿真的雷电流流经输电杆塔112a发生衰减，并在流经电压互感器112c和断路器112d中的电流互感器后发生进一步的变化。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统中，交流系统仿真模块112通过输电杆塔112a、避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e，仿真的雷电流在输电杆塔112a上传输时采用电磁暂态仿真步长，在避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e中传输时采用机电暂态仿真步长，能够充分获得发生故障时的故障信息的同时，节约系统内存资源，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。

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，如图4所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，模拟电流生成单元120，包括：

GTAO板卡121，用于根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流；

具体地，GTAO板卡121用于根据雷电流传输后的波形数据和功率放大器的放大倍数生成信号电流，以在保护装置130所在的实际电路中进行传输。信号电流的幅值与功率放大器的放大倍数的乘积应与雷电流传输后的波形数据的幅值相同。

功率放大器122，用于将信号电流放大得到模拟电流。

具体地，GTAO板卡输出的信号电流的幅值最大值有限，信号电流相对于雷电流传输后的波形数据中的幅值较小，需要经功率放大器122放大后，得到幅值与雷电流传输后的波形数据中的幅值一致的模拟电流，以传输至保护装置。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统中，模拟电流生成单元120通过GTAO板卡121和功率放大器122，能够根据传输后的雷电流的波形数据产生模拟电流，传输至保护装置，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。

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，如图5所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，记录对比单元140，包括：

故障录波仪141，用于实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时进行标记；

具体地，故障录波仪141在接收到保护装置发出的高电平时对此时记录的波形添加跳闸记录，将数据库中该波形数据对应的记录中的跳闸属性记为1。

波形对比模块142，用于将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比。

具体地，波形对比模块142用于将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，计算模拟电流的波形和实际线路的历史波形的重合率，若重合率达到预设的重合率阈值，则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形一致，否则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形不一致。重合率阈值可以根据实验需要进行调整，本申请对此不做限制，例如，可以设置为97％、94％等。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统中，记录对比单元140通过故障录波仪141和波形对比模块142，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。

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，如图6所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统还包括：一数据库160，用于存储历史波形数据和故障录波仪记录的模拟电流的波形。

具体地，数据库160，用于存储历史波形数据和故障录波仪141记录的模拟电流的波形，以便于波形对比模块142将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，并进行进一步的分析。本实施例实验中用到的历史波形数据均为历史上，实际线路中的保护装置因受到雷击干扰而发生跳闸时记录到的线路中的波形。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演系统还包括：数据库160，能够存储历史波形数据和流经保护装置的模拟电流的波形，以此基础上对波形数据进行对比，并对保护装置的改进结果进行分析。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种雷击线路保护动作事件反演方法，可以用于操作上述实施例所描述的系统，如下面的实施例所述。由于雷击线路保护动作事件反演方法解决问题的原理与雷击线路保护动作事件反演装置相似，因此雷击线路保护动作事件反演方法的实施可以参见上述实施例的具体描述确定方法的实施，重复之处不再赘述。

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，如图7所示，本申请实施例提供的雷击线路保护动作事件反演方法，包括：

S701：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；

具体地，由于实际情况中，雷电流并非直接注入保护装置，而是劈中输电线后在交流系统中传输一段时间后，传入保护装置，因此需要仿真模拟单元模拟雷电流在交流系统中的传输过程，并输出所述雷电流传输后的波形数据。

S702：模拟电流生成单元接收雷电流传输后的波形数据，并根据波形数据生成模拟电流；

具体地，模拟电流生成单元接收到仿真模拟单元输出的雷电流传输后的波形数据后，根据该波形数据生成模拟电流。

S703：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；

具体地，保护装置接收模拟电流生成单元生成的模拟电流，当模拟电流的大小超过预设的响应阈值时，保护装置做出响应，发生跳闸，并输出高电平，表示保护装置做出了跳闸动作。若模拟电流未超过保护装置的响应阈值，则保护装置不进行任何动作。

S704：记录对比单元记录流过保护装置的模拟电流的波形，将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；

具体地，记录对比单元记录流过保护装置的模拟电流的波形，对比模拟电流的波形和本次实验模拟的实际线路的历史波形数据的重合度，以保证实验的准确性并在此基础上进行进一步的分析。其中，历史波形数据为历史实际线路中的保护装置在受到雷击干扰发生跳闸时，流过实际线路中的保护装置的电流。

S705：结果分析单元分析记录对比单元的对比结果，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且保护装置未发生跳闸，则保护装置是有改进的。

具体地，结果分析单元对记录对比单元的对比结果进行分析，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且此次记录的模拟电流的波形没有跳闸记录，即保护装置未发生跳闸，则说明保护装置能够正确识别雷击干扰，在遇到雷击干扰时不发生跳闸，因此保护装置是有改进的；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，但保护装置发生跳闸，则说明经过改进的保护装置仍不能正确识别本次的雷击干扰，此时记录对比单元记录的模拟电流波形可以帮助工作人员进行进一步的分析，以对保护装置进行进一步的改进；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据不一致，则说明仿真模拟单元模拟的雷电流在交流系统中传输的过程与实际情况不一致，需要进一步将仿真模拟单元模拟的传输过程和实际传输过程进行对比，并进行调整，例如增设雷电流传输经过的电力设备、改变雷电流流经的电力设备的参数等。历史波形数据均为历史上，实际线路中的保护装置因收到雷击干扰而发生跳闸时记录到的线路中的波形。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法，通过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，模拟电流生成单元根据该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，记录对比单元记录流过保护装置的模拟电流的波形，将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，结果分析单元分析记录对比单元的对比结果，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，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。

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，如图8所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，S701包括：

S801：雷电流仿真模块产生仿真的雷电流，该雷电流为双指数波；

具体地，雷电流仿真模块产生的仿真的雷电流为规程规定的电力系统工程计算雷电流，为2.6/50us双指数波，表达式为i(t)＝I

S802：交流系统仿真模块接收仿真的雷电流，模拟该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。

具体地，交流系统仿真模块搭建仿真交流系统，对交流系统进行仿真，接收雷电流仿真模块输出的仿真的雷电流，模拟该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。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法，通过雷电流仿真模块产生仿真的雷电流，交流系统仿真模块模拟仿真的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，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。

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，如图9所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，S702包括：

S901：GTAO板卡根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流；

具体的，GTAO板卡根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流，以在保护装置所在的实际电路中进行传输。信号电流的幅值与功率放大器的放大倍数的乘积应与雷电流传输后的波形数据的幅值相同。

S902：功率放大器将信号电流放大得到模拟电流。

具体地，GTAO板卡输出的信号电流的幅值相对于传输后的雷电流的波形数据中的幅值较小，需要经功率放大器放大后，得到幅值与传输后的雷电流的波形数据中的幅值一致的模拟电流，以传输至保护装置。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法，通过GTAO板卡根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流，功率放大器将信号电流放大得到模拟电流，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。

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，如图10所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，S703包括：

S1001：故障录波仪实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时进行标记；

具体地，故障录波仪实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时对此时记录的波形添加跳闸记录，将数据库中该波形数据对应的记录中的跳闸属性记为1。

S1002：波形对比模块将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比。

具体地，波形对比模块将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，计算模拟电流的波形和实际线路的历史波形的重合率，若重合率达到预设的重合率阈值，则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形一致，否则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形不一致。重合率阈值可以根据实验需要进行调整，本申请对此不做限制，例如，可以设置为97％、94％等。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法，通过故障录波仪实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时进行标记，波形对比模块将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，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。

为使本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法的事实方式更加清楚，下面将举一个具体的实施例对本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法进行说明。

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，如图11所示，本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法包括：

S1101：雷电流仿真模块产生仿真的雷电流，该雷电流为双指数波；

具体地，在RTDS仿真工作站中建立雷电流仿真模块产生仿真的雷电流，该雷电流为规程规定的电力系统工程计算雷电流，为2.6/50us双指数波，表达式为i(t)＝I

S1102：交流系统仿真模块接收仿真的雷电流，模拟该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；

具体地，在RTDS仿真工作站中搭建交流系统仿真模块，对交流系统进行仿真，接收雷电流仿真模块输出的仿真的雷电流，模拟该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。交流系统仿真模块具体如图3所示，包括：输电杆塔112a、避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d、和无穷大系统112e。仿真的雷电流在输电杆塔112a上传输时采用电磁暂态仿真步长，在避雷器112b、电压互感器112c、断路器112d和无穷大系统112e中传输时采用机电暂态仿真步长。

S1103：GTAO板卡根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流；

具体的，GTAO板卡根据雷电流传输后的波形数据生成信号电流，以在保护装置所在的实际电路中进行传输。信号电流的幅值与功率放大器的放大倍数的乘积应与雷电流传输后的波形数据的幅值相同。

S1104：功率放大器将信号电流放大得到模拟电流；

具体地，GTAO板卡输出的信号电流的幅值相对于传输后的雷电流的波形数据中的幅值较小，需要经功率放大器放大后，得到幅值与传输后的雷电流的波形数据中的幅值一致的模拟电流，以传输至保护装置。

S1105：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；

具体地，保护装置接收模拟电流生成单元生成的模拟电流，当模拟电流的大小超过预设的响应阈值时，保护装置做出响应，发生跳闸，并输出高电平，表示保护装置做出了跳闸动作。若模拟电流未超过保护装置的响应阈值，则保护装置不进行任何动作。

S1106：故障录波仪实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时进行标记；

具体地，故障录波仪实时记录经过保护装置的模拟电流的波形，并在接收到保护装置发出的高电平时对此时记录的波形添加跳闸记录，将数据库中该波形数据对应的记录中的跳闸属性记为1。

S1107：波形对比模块将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比；

具体地，波形对比模块将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，计算模拟电流的波形和实际线路的历史波形的重合率，若重合率达到预设的重合率阈值，则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形一致，否则认为模拟电流的波形和实际线路的历史波形不一致。重合率阈值可以根据实验需要进行调整，本申请对此不做限制，例如，可以设置为97％、94％等。

S1108：结果分析单元分析记录对比单元的对比结果，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且保护装置未发生跳闸，则保护装置是有改进的。

具体地，结果分析单元对记录对比单元的对比结果进行分析，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，且此次记录的模拟电流的波形没有跳闸记录，即保护装置未发生跳闸，则说明保护装置能够正确识别雷击干扰，在遇到雷击干扰时不发生跳闸，因此保护装置是有改进的；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，但保护装置发生跳闸，则说明经过改进的保护装置仍不能正确识别本次的雷击干扰，此时记录对比单元记录的模拟电流波形可以帮助工作人员进行进一步的分析，以对保护装置进行进一步的改进；若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据不一致，则说明仿真模拟单元模拟的雷电流在交流系统中传输的过程与实际情况不一致，需要进一步将仿真模拟单元模拟的传输过程和实际传输过程进行对比，并进行调整，例如增设雷电流传输经过的电力设备、改变雷电流流经的电力设备的参数等。历史波形数据均为历史上，实际线路中的保护装置因收到雷击干扰而发生跳闸时记录到的线路中的波形。

本申请提供的雷击线路保护动作事件反演方法，通过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，模拟电流生成单元根据雷电流传输后的波形数据成模拟电流，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，记录对比单元记录流过保护装置的模拟电流的波形，将模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据进行对比，结果分析单元分析记录对比单元的对比结果，若模拟电流的波形和实际线路的历史波形数据一致，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。