论文摘要
在电力变压器的保护方案中,差动保护一直是必不可少的主保护之一,保障了变压器的稳定安全运行。但是与应用于输电线路等的差动保护正确动作率相比,变压器差动保护的正确动作率长期偏低,一个主要原因是变压器励磁涌流所导致的差动保护误动作。为攻克上述难题,继电保护研究人员提出了很多励磁涌流的识别判据,并取得了显著成效。数学形态学是一门建立在集论基础之上的学科,它是几何形态分析和描述的有力工具,多年前就开始被应用于一维信号处理,并且已逐步应用到电力系统的研究中来。由于形态学变换是一种非线性变换,相比于傅立叶算法和小波变换理论,形态学变换完全在时域中进行,基本运算比较简单,易于硬件实现,非常适合提取电力系统暂态信号的畸变特征。作为一门新兴学科和技术,数学形态学经过30年的发展,已经广泛应用于各个领域,取得了许多引人瞩目的成就。本文的主要工作有：1.详细系统地总结了目前众多辨别励磁涌流和内部短路故障电流的方法,指出各方法的优缺点。2.深入分析励磁涌流产生机理和特点,使用PSCAD/EMTDC软件程序建立励磁涌流及故障电流仿真模型,取得仿真数据并分析其波形特征。3.详细阐述了数学形态学的基本概念、定义以及基本运算法则,并给出相关集合解释。通过讨论形态滤波器和形态峰谷检测器的基本原理,分别构造出比较理想的形态滤波器及形态峰谷检测算子。基于励磁涌流波形畸变严重,会出现尖顶凹凸的特征,而故障电流基本保持基频正弦波特征的思想上,在MATLAB程序平台编制数学形态学算法实现对变压器的励磁涌流和故障电流波形进行特征提取,分析励磁涌流波形的凹凸特征,以此识别励磁涌流和故障电流。本论文受到广东省普通高校“电力节能与新能源技术”重点实验室专项基金(ZDSYS200701)和广东省教育厅重点项目“基于IEC61850标准协议的变电站自动化系统关键问题研究”(070043)的资助。