一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法技术

技术编号:11423109 阅读:148 留言:0更新日期:2015-05-07 01:17
本发明专利技术公开了一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,具体按照以下步骤实施:采集变压器差动保护两侧电流互感器的差动电流波形并进行采样,将电流波形按照面积相等的条件分为两部分,分别在两部分波形中逐个移动采样点并形成四边形集合,判断各个四边形的形状并统计四边形集合中平行四边形所占的比例,并以此比例的大小判断电流波形的类型是励磁涌流还是内部故障电流。本发明专利技术一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法能够有效可靠的识别变压器励磁涌流,可以有效避免采样波形的局部畸变对判别结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法
本专利技术属于变压器继电保护
,具体涉及一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法。
技术介绍
变压器是电力系统中的重要设备之一,具有电压变化和电能传输的重要作用,变压器的安全可靠运行直接关系到电力系统的安全稳定性。同时,变压器造价昂贵,且检修时间长、难度大,一旦因为故障而遭到破坏,就会造成重大的经济损失。因此,确保变压器的保护方案准确、可靠动作具有重要的理论意义和工程价值。变压器的保护配置普遍采用灵敏度和选择性较好的差动保护作为主保护,但是一直以来,变压器差动保护受到励磁涌流问题的影响。励磁涌流可能大于差动保护的整定值,导致差动保护误动作、重合闸失败等问题,因此,准确识别励磁涌流是确保变压器差动保护可靠动作的重要因素。目前,国内外学者提出了很多励磁涌流的识别方法。例如:1)现有工程中使用的二次谐波制动原理;2)以波形特征差异为原理的识别方法,包括波形曲率识别法、幅值特征识别法等;3)其它方法,包括小波变换法、励磁电感参数识别法等。但是,第1)类方法由于变压器铁芯材料及磁特性的变化使得励磁涌流和故障电流的二次谐波含量无明显区别,实际使用时误判事件时有发生;第2)类方法在差动电流波形发生局部畸变时,会对判别结果产生影响,甚至导致误判;第3)类方法尚处于理论探索阶段,离实用还有一定距离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,解决了现有根据波形特征识别励磁涌流技术中存在的波形局部畸变会发导致判别结果不准确甚至误判的问题。本专利技术所采用的技术方案是,一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,具体按照以下步骤实施:步骤1、采集变压器差动保护两侧电流互感器的差动电流波形;步骤2、采用fs的采样频率对步骤1中采集到的差动电流波形进行采样,得到差动电流波形在各采样点的值;步骤3、在步骤2中得到的采样点值中寻找最大值点X和最小值点Y,线段MN将差动电流波形分成面积相等的两部分,线段MN与差动电流波形交与O点,并记O点为第k个采样点;步骤4、统计点M与点N之间的采样点个数为n,从O点开始向两侧分别移动一个采样点得到B点和D点,B点和线段MX位于线段MN的同侧,将B点延伸至差动电流波形的MX段且与差动电流波形交于A点,线段AB平行于线段MN,将D点延伸至差动电流波形的YN段且与差动电流波形交于C点,线段DC平行于线段MN;步骤5、在四边形ABCD中,线段AB平行于线段DC,线段DA与线段CB之间形成一个角度θ,θ的大小由下式求得:步骤6、根据下式判断四边形的形状:其中,θset为角θ的整定值;步骤7、继续移动采样点并重复步骤4、步骤5和步骤6,直至采样数据不能形成特定的四边形;步骤8、对于n个采样点,理论上可形成n/4个四边形,统计四边形集合中平行四边形的个数为S,并计算平行四边形的占比R=4S/n,通过下式对励磁涌流和内部故障电流进行判别:其中Rset为R的整定值。本专利技术的特点还在于,步骤1中采集变压器差动保护两侧电流互感器在断路器合闸时刻起的1-2个周期内的电流波形。步骤6中θset=10°。步骤8中Rset=0.5。本专利技术的有益效果是:本专利技术一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法与现有根据波形特征识别励磁涌流的方法相比,可以有效避免由于差动电流波形的局部畸变而导致的判别结果的不准确;本专利技术一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法与小波变换法等其它识别方法相比,原理简单,更容易实现。附图说明图1是本专利技术变压器励磁涌流识别方法的原理示意图;图2是本专利技术变压器励磁涌流识别方法的流程图;图3是本专利技术变压器励磁涌流识别方法的使用方法示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示,一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,具体按照以下步骤实施:步骤1、采集变压器差动保护两侧电流互感器的差动电流波形(采集变压器差动保护两侧电流互感器在断路器合闸时刻起的1-2个周期内的电流波形);步骤2、采用fs的采样频率对步骤1中采集到的差动电流波形进行采样,得到差动电流波形在各采样点的值;步骤3、在步骤2中得到的采样点值中寻找最大值点X和最小值点Y,线段MN将差动电流波形分成面积相等的两部分(如图1中Sa=Sb),线段MN与差动电流波形交与O点,并记O点为第k个采样点;步骤4、统计点M与点N之间的采样点个数为n,从O点开始向两侧分别移动一个采样点得到B点和D点,B点和线段MX位于线段MN的同侧,将B点延伸至差动电流波形的MX段且与差动电流波形交于A点,线段AB平行于线段MN,将D点延伸至差动电流波形的YN段且与差动电流波形交于C点,线段DC平行于线段MN;步骤5、在四边形ABCD中,线段AB平行于线段DC,线段DA与线段CB之间形成一个角度θ,θ的大小由下式求得:步骤6、对于励磁涌流,如图1(a)所示,由于波形的不对称分布,θ角为一个不为0°的角度,而对于内部故障电流,如图1(b)所示,由于近似正弦波的分布特点,θ角的大小近似为0°,考虑到实际数据采集误差等因素的影响,设置θ角的整定值为θset(θset=10°),因此,可根据下式判断四边形的形状:步骤7、继续移动采样点并重复步骤4、步骤5和步骤6,直至采样数据不能形成特定的四边形;步骤8、对于n个采样点,理论上可形成n/4个四边形,统计四边形集合中平行四边形的个数为S,并计算平行四边形的占比R=4S/n,通过下式对励磁涌流和内部故障电流进行判别:其中Rset(Rset=0.5)为R的整定值。本专利技术一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法流程图如图2所示。实施例以图3(a)所示的变压器励磁涌流和图3(b)所示的变压器内部故障电流波形为例进行测试。步骤1、采集断路器合闸时刻起的3/2周期A相电流波形进行分析,对电流波形进行滤波,滤除严重的波形畸变点。步骤2、对步骤1中采集到的电流波形进行采样,得到各采样点的值。步骤3、确定采样点中最大值点X、最小值点Y和线段MN,统计MN之间的采样点个数n,确定O点为第k个采样点。对图3(a)所示的励磁涌流,n=204,k=81;图3(b)所示的内部故障电流,n=202,k=100。步骤4、从O点开始移动采样点,得到四边形ABCD,计算线段DA和CB之间的夹角θ,对图3(a)所示的励磁涌流,θ=17°;图3(b)所示的内部故障电流,θ=4°。步骤5、设置θ角的整定值为θset=10°,对四边形形状进行判断。步骤6、继续移动采样点直至电流波形不能形成四边形为止,统计四边形集合中平行四边形的所占比例R。步骤7、设置R的整定值为Rset=0.5,判别电流波形类型,判别结果如表1所示:表1电流波形测试结果测试组别平行四边形占比R判别结果励磁涌流波形0.0196励磁涌流故障电流波形0.9815故障电流步骤8、对B相和C相电流波形进行同样的判别,根据三相电流的判别结果确定最终的电流波形类型。本专利技术一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法能够有效可靠的识别变压器励磁涌流,可以有效避免采样波形的局部畸变对判别结果的影响,具有一定的工程实用价值。本文档来自技高网...
一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法

【技术保护点】
一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、采集变压器差动保护两侧电流互感器的差动电流波形;步骤2、采用fs的采样频率对步骤1中采集到的差动电流波形进行采样,得到差动电流波形在各采样点的值;步骤3、在步骤2中得到的采样点值中寻找最大值点X和最小值点Y,线段MN将差动电流波形分成面积相等的两部分,线段MN与差动电流波形交与O点,并记O点为第k个采样点;步骤4、统计点M与点N之间的采样点个数为n,从O点开始向两侧分别移动一个采样点得到B点和D点,B点和线段MX位于线段MN的同侧,将B点延伸至差动电流波形的MX段且与差动电流波形交于A点,线段AB平行于线段MN,将D点延伸至差动电流波形的YN段且与差动电流波形交于C点,线段DC平行于线段MN;步骤5、在四边形ABCD中,线段AB平行于线段DC,线段DA与线段CB之间形成一个角度θ,θ的大小由下式求得:θ=arcsinAD→×BC→|AD→||BC→|;]]>步骤6、根据下式判断四边形的形状:其中,θset为角θ的整定值;步骤7、继续移动采样点并重复步骤4、步骤5和步骤6,直至采样数据不能形成特定的四边形;步骤8、对于n个采样点,理论上可形成n/4个四边形,统计四边形集合中平行四边形的个数为S,并计算平行四边形的占比R=4S/n,通过下式对励磁涌流和内部故障电流进行判别:其中Rset为R的整定值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态四边形形状分析的变压器励磁涌流识别方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、采集变压器差动保护两侧电流互感器的差动电流波形;步骤2、采用fs的采样频率对步骤1中采集到的差动电流波形进行采样,得到差动电流波形在各采样点的值;步骤3、在步骤2中得到的采样点值中寻找最大值点X和最小值点Y,线段MN将差动电流波形分成面积相等的两部分,线段MN与差动电流波形交于O点,并记O点为第k个采样点;步骤4、统计点M与点N之间的采样点个数为n,从O点开始向两侧分别移动一个采样点得到B点和D点,B点和线段MX位于线段MN的同侧,将B点延伸至差动电流波形的MX段且与差动电流波形交于A点,线段AB平行于线段MN,将D点延伸至差动电流波形的YN段且与差动电流波形交于C点,线段DC平行于线段MN;步骤5、在四边形ABCD中,线段AB平行于线段DC,线段DA与线段CB之间形成一个角...

【专利技术属性】
技术研发人员:段建东闫富平李笑张宏光慕腾
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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