一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法，包括以下步驟：(1)采集變壓器差動保護回路兩側(cè)電流互感器的差動電流信號；(2)以頻率fs采樣得到差動電流信號采樣值Idiff；(3)當(dāng)差動電流大于整定值Izd時，進行勵磁涌流的判別，具體步驟如下：(3?1)選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)窗口；(3?2)將采樣得到的信號取絕對值，對其進行多次腐蝕運算，得到各次腐蝕運算后的波形圖；(3?3)引入判據(jù)σ，若σ≥σset則判定為內(nèi)部故障，否則為勵磁涌流。本發(fā)明專利技術(shù)具有原理簡單，計算量小，延時短，靈敏度高等優(yōu)點，能在各種情況下進行勵磁涌流的辨別進行閉鎖，特別是在電流互感器飽和的情況下也能準(zhǔn)確閉鎖。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及變壓器繼電保護
，特別涉及一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法。
技術(shù)介紹
變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的元件之一，承擔(dān)著變換電壓、輸送電能的職能，變壓器的安全穩(wěn)定運行直接關(guān)乎電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。由于變壓器造價昂貴，且故障情況下切除過慢時易遭到破壞，一旦變壓器遭到破壞，其檢修難度大，周期長，會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此研究新的、可靠性高、延時短的變壓器保護方法具有很大的理論與工程應(yīng)用價值。長期以來，差動保護因為具有良好的選擇性、速運性而作為變壓器的主保護。但是當(dāng)變壓器在空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)時，由于變壓器鐵芯的飽和，會在差動回路中產(chǎn)生很大的勵磁電流(勵磁涌流)，此電流可達(dá)變壓器額定電流的6～8倍，與變壓器內(nèi)部故障電流數(shù)值相當(dāng)。勵磁涌流是變壓器差動保護誤動的主要原因，因此正確區(qū)分勵磁涌流和內(nèi)部故障電流是保證變壓器保護可靠動作的關(guān)鍵所在。對勵磁涌流的波形進行分析，發(fā)現(xiàn)勵磁涌流存在一個明顯的間斷角，對其波形進行Fourier變換，發(fā)現(xiàn)其中二次諧波的含量很高，因此傳統(tǒng)的勵磁涌流識別方法主要采用間斷角原理和二次諧波制動原理。但是由于變壓器一般采用YNd11接線方式，因此變壓器從Y側(cè)空載合閘時，差動回路中的電流將是兩相繞組勵磁電流的差值，可能形成對稱性涌流，在對稱性涌流波形情況下，二次諧波含量與間斷角均減小，勵磁涌流的識別與差動保護的閉鎖變得困難。另外隨著變壓器制造水平的提高(鐵芯性能的改善)，勵磁涌流中二次諧波的含量降低。當(dāng)變壓器經(jīng)串補電容或超高壓長線接負(fù)荷時，當(dāng)發(fā)生變壓器內(nèi)部故障時也會產(chǎn)生二次諧波，會使保護靈敏性降低。當(dāng)電流互感器飽和時，間斷角、二次諧波含量都有所降低，增加了識別難度。因此間斷角原理與二次諧波判別方法均已不滿足繼電保護可靠性與速運性的要求，需要進一步提出原理簡單、可靠性高、計算速度快、延時短的勵磁涌流識別方法。在目前已公開的專利、期刊和會議文獻中，許多國內(nèi)外學(xué)者針對如何識別變壓器勵磁涌流和內(nèi)部故障電流進行了廣泛的研究，并提出了許多用于勵磁涌流識別的新原理、新方法，也取得了一定成效，主要包括基于波形對稱原理、小波理論、有功差動、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，多模糊判據(jù)等方法。但這些方法中仍存在著許多問題，如易受噪聲干擾、數(shù)據(jù)窗口長、計算量大、延時長，整定復(fù)雜等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法，該方法在CT飽和時刻也能夠識別出勵磁涌流與內(nèi)部故障電流，具有延時小、可靠性高、計算量小的優(yōu)點。本專利技術(shù)的目的通過采取如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法，包括以下步驟：(1)采集變壓器差動保護回路兩側(cè)電流互感器的差動電流信號；(2)對采集到的差動電流信號進行采樣，得到差動電流信號采樣值Idiff；(3)判斷Idiff的是否超過差動保護電流的整定值Izd，如果不超過，則繼續(xù)采樣，如果超過，則通過下述步驟判斷Idiff是否為勵磁涌流：(3-1)選取一數(shù)據(jù)窗口；(3-2)對數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的Idiff值取絕對值，得到信號abs(Idiff)；對abs(Idiff)進行多次數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)腐蝕運算，得到各次腐蝕運算后的波形圖；(3-3)計算出每個波形圖中的最大值Ki，計算出所有Ki中的最大值Kmax與最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset時，則判定Idiff為勵磁涌流，若σ≥σset時，則判定Idiff為變壓器內(nèi)部故障電流，σset為預(yù)設(shè)的閾值。優(yōu)選的，步驟(3)中，判斷Idiff是否超過差動保護電流的整定值Izd的具體步驟是：判斷Idiff中任一相差動電流突變量是否連續(xù)n次超過Izd，n≥3。優(yōu)選的，所述步驟(3-1)中數(shù)據(jù)窗口的選取是從Idiff>Izd開始到下一次電流過零點。優(yōu)選的，所述步驟(3-2)中，對abs(Idiff)進行多次數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)腐蝕運算的公式是：式中，g采用扁平結(jié)構(gòu)元素，即g＝{01,02,…,0l-1,0l本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)采集變壓器差動保護回路兩側(cè)電流互感器的差動電流信號；(2)對采集到的差動電流信號進行采樣，得到差動電流信號采樣值Idiff；(3)判斷Idiff的是否超過差動保護電流的整定值Izd，如果不超過，則繼續(xù)采樣，如果超過，則通過下述步驟判斷Idiff是否為勵磁涌流：(3?1)選取數(shù)據(jù)窗口；(3?2)對數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的Idiff值取絕對值，得到信號abs(Idiff)；對abs(Idiff)進行多次數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)腐蝕運算，得到各次腐蝕運算后的波形圖；(3?3)計算出每個波形圖中的最大值Ki，計算出所有Ki中的最大值Kmax與最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset時，則判定Idiff為勵磁涌流，若σ≥σset時，則判定Idiff為變壓器內(nèi)部故障電流，σset為預(yù)設(shè)的閾值。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于形態(tài)學(xué)級聯(lián)腐蝕運算的變壓器勵磁涌流識別方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)采集變壓器差動保護回路兩側(cè)電流互感器的差動電流信號；(2)對采集到的差動電流信號進行采樣，得到差動電流信號采樣值Idiff；(3)判斷Idiff的是否超過差動保護電流的整定值Izd，如果不超過，則繼續(xù)采樣，如果超過，則通過下述步驟判斷Idiff是否為勵磁涌流：(3-1)選取數(shù)據(jù)窗口；(3-2)對數(shù)據(jù)窗口內(nèi)的Idiff值取絕對值，得到信號abs(Idiff)；對abs(Idiff)進行多次數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)腐蝕運算，得到各次腐蝕運算后的波形圖；(3-3)計算出每個波形圖中的最大值Ki，計算出所有Ki中的最大值Kmax與最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset時，則判定Idiff為勵磁涌流，若σ≥σset時，則判定Idiff為變...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳青華，曾杰，張祿亮，
申請(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44