基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究

论文摘要

变压器是电气主设备之一,是电力系统传输电能的重要枢纽,其运行状况的好坏直接影响到电力系统安全稳定性与否。但长期以来,变压器保护作为主设备保护,其正确动作率一直很低,造成这种现象的主要原因是励磁涌流的存在导致变压器差动保护误动。因此正确鉴别励磁涌流与内部故障电流是提高变压器保护正确动作率的关键所在。小波变换具有多分辨分析和时频局部化特征,对信号的奇异性有很好的检测能力,特别适合提取暂态过程中的突变信号。变压器励磁涌流区别于内部故障电流,具有复杂的暂态过程,适合采用小波变换对其进行特征提取和分析处理。本文首先简单介绍了变压器差动保护的基本原理,在此基础上分析了单相变压器和三相变压器励磁涌流的形成机理,探讨了励磁涌流对变压器差动保护的影响；其次研究了变压器励磁涌流的识别技术,分析了现在国内外鉴别励磁涌流与内部故障电流的各种原理和方法,并且对各种方法的优缺点做出了比较；最后采用Matlab的Simulink工具箱建立相应的仿真模型,形成不同情况下的仿真波形图,进而采用db2小波将励磁涌流与内部故障电流进行四尺度小波变换,根据小波变换结果的不同得出一定的波形判据,在此基础上又进行了改进,提取多分辨分析结果后的高频分量在第四尺度上初始的2个峰值点,并采用二者的比值大小作为识别励磁涌流与内部故障电流的判据,并把这种方法称为比值分析法。仿真实验证明,上述判据简单直接,具有高度的准确性,不需要选择阈值或系数,且能够在故障发生后四分之一周期内快速地将励磁涌流与内部故障电流区分开来。具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 变压器保护的要求与发展现状
• 1.3 励磁涌流识别原理的现状与发展趋势
• 1.4 本文的主要工作
• 2 变压器差动保护及励磁涌流分析
• 2.1 变压器差动保护的基本原理
• 2.2 变压器励磁涌流分析
• 2.3 变压器励磁涌流对差动保护的影响
• 2.4 本章小结
• 3 变压器励磁涌流识别技术的研究
• 3.1 二次谐波制动原理
• 3.2 间断角原理
• 3.3 电压制动原理
• 3.4 磁通特性识别法
• 3.5 等值电路法
• 3.6 波形对称原理
• 3.7 模糊多判据原理
• 3.8 神经网络方法
• 3.9 本章小结
• 4 小波分析理论及其在电力系统中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 小波变换的理论基础
• 4.3 多分辨分析与Mallat算法
• 4.4 小波分析用于信号奇异性检测原理
• 4.5 小波分析在电力系统中的应用
• 4.6 本章小结
• 5 基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流与内部故障电流的识别
• 5.1 单相变压器励磁涌流与内部故障电流的识别
• 5.2 三相变压器励磁涌流与内部故障电流的识别
• 5.3 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
• 参考文献