[发明专利]一种导地线自阻尼功率特性曲线绘制方法及系统

说明书

本发明提供一种导地线自阻尼功率特性曲线绘制方法及系统，包括：获取导地线自阻尼的频率；基于预设的相对振幅取值区间计算所述频率对应的能量区间；将所述能量区间划分为至少一个间隔区间；基于所述间隔区间计算所述频率在每个间隔区间对应的能量；基于所述每个间隔区间对应的能量计算所述频率在每个间隔区间的相对振幅；基于所述频率在每个间隔区间对应的能量和相对振幅，得到所述频率对应的导地线自阻尼功率特性曲线。实现了导地线自阻尼系数拟合系数的自动输入与读取，大大提高了功率特性曲线的绘制；采用了图例标注曲线的方法，使曲线不会因为曲线间隔小而产生被覆盖的现象，增加了曲线图的可读性。

技术领域：

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种导地线自阻尼功率特性曲线绘制方法及系统。

背景技术：

架空输电线路中的导线和地线微风振动是发生范围最广、持续时间最长的一种振动形式。根据流体力学的理论，当一个流体质点流近一个非流线型圆柱体的前缘时，流体质点的压力就从自由流动的压力升高到停滞压力，靠近前缘的流体高压将促使正在形成的附面层在圆柱体的两侧逐渐发展。在圆柱体的最宽截面附近，附面层从圆柱体表面的两侧脱开，并形成两个在流动中间尾部拖拽的剪切层，这两个自由的剪切层就构成了尾流的边界。因为剪切层的最内层与自由流接触的最外层相比较，其移动要慢的多，于是这些自由剪切层就倾向于卷成不连续的旋涡，从而在尾流中形成一个规则的旋涡流型，漩涡在结构物的两侧交替脱落，对圆柱体产生一个横向交替作用的周期力，这种旋涡的流动和圆柱体的相互作用，就是诱发微风振动的根源。对于这种风吹过圆柱体时在圆柱体后方流域形成涡道的现象，最早作出系统阐述的是冯·卡门(von Kármán)，所以把诱发线路振动的涡道称为“卡门涡道”(或卡门涡街，karman vortex street)，涡道中的旋涡称为“卡门旋涡”。卡门漩涡是架空导地线发生微风振动的本质原因。

风振动是一种小振幅振动，在对流体绕圆柱体流动诱发振动的研究中发现，要维持稳定的涡道，必须满足：2h＝1.3D(h为涡道中心的垂直距离，D为圆柱体外径)。而现有自阻尼功率特性曲线绘制软件中，相对幅值的条件考虑不全面，从微风振动原理上讲欠妥。

发明内容：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种导地线自阻尼功率特性曲线绘制方法，所述方法在于以下步骤：

获取导地线自阻尼的频率；

基于预设的相对振幅取值区间计算所述频率对应的能量区间；

将所述能量区间划分为至少一个间隔区间；

基于所述间隔区间计算所述频率在每个间隔区间对应的能量；

基于所述每个间隔区间对应的能量计算所述频率在每个间隔区间的相对振幅；

基于所述频率在每个间隔区间对应的能量和相对振幅，得到所述频率对应的导地线自阻尼功率特性曲线。

优选的，所述频率对应的所述相对振幅取值区间为[1,x]，其中：x的取值范围为0≤x＜1。

优选的，所述基于预设的相对振幅取值区间计算所述频率对应的能量区间包括：

根据导地线自阻尼功率计算公式计算所述频率f的相对振幅分别取1和x时对应的能量；其中：x的取值范围为0≤x＜1；

将所述相对振幅取1和x时计算的能量，设定为能量区间的能量上限P_max和能量下限P_min。

优选的，所述导地线自阻尼功率计算公式如下式：

其中：Pc为地线自阻尼功率；α和β为自阻尼系数；Y/D为相对振幅。

优选的，所述能量间隔区间的能量上限P_max和能量下限P_min包括：