一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法，包括以下步骤：(1)采集变压器差动保护回路两侧电流互感器的差动电流信号；(2)以频率fs采样得到差动电流信号采样值Idiff；(3)当差动电流大于整定值Izd时，进行励磁涌流的判别，具体步骤如下：(3‑1)选取适当的数据窗口；(3‑2)将采样得到的信号取绝对值，对其进行多次腐蚀运算，得到各次腐蚀运算后的波形图；(3‑3)引入判据σ，若σ≥σset则判定为内部故障，否则为励磁涌流。本发明专利技术具有原理简单，计算量小，延时短，灵敏度高等优点，能在各种情况下进行励磁涌流的辨别进行闭锁，特别是在电流互感器饱和的情况下也能准确闭锁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器继电保护
，特别涉及一种基于形态学级联腐蚀运算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最重要的元件之一，承担着变换电压、输送电能的职能，变压器的安全稳定运行直接关乎电网的安全稳定运行。由于变压器造价昂贵，且故障情况下切除过慢时易遭到破坏，一旦变压器遭到破坏，其检修难度大，周期长，会造成严重的经济损失。因此研究新的、可靠性高、延时短的变压器保护方法具有很大的理论与工程应用价值。长期以来，差动保护因为具有良好的选择性、速运性而作为变压器的主保护。但是当变压器在空载合闸或外部故障切除后电压恢复时，由于变压器铁芯的饱和，会在差动回路中产生很大的励磁电流(励磁涌流)，此电流可达变压器额定电流的6～8倍，与变压器内部故障电流数值相当。励磁涌流是变压器差动保护误动的主要原因，因此正确区分励磁涌流和内部故障电流是保证变压器保护可靠动作的关键所在。对励磁涌流的波形进行分析，发现励磁涌流存在一个明显的间断角，对其波形进行Fourier变换，发现其中二次谐波的含量很高，因此传统的励磁涌流识别方法主要采用间断角原理和二次谐波制动原理。但是由于变压器一般采用YNd11接线方式，因此变压器从Y侧空载合闸时，差动回路中的电流将是两相绕组励磁电流的差值，可能形成对称性涌流，在对称性涌流波形情况下，二次谐波含量与间断角均减小，励磁涌流的识别与差动保护的闭锁变得困难。另外随着变压器制造水平的提高(铁芯性能的改善)，励磁涌流中二次谐波的含量降低。当变压器经串补电容或超高压长线接负荷时，当发生变压器内部故障时也会产生二次谐波，会使保护灵敏性降低。当电流互感器饱和时，间断角、二次谐波含量都有所降低，增加了识别难度。因此间断角原理与二次谐波判别方法均已不满足继电保护可靠性与速运性的要求，需要进一步提出原理简单、可靠性高、计算速度快、延时短的励磁涌流识别方法。在目前已公开的专利、期刊和会议文献中，许多国内外学者针对如何识别变压器励磁涌流和内部故障电流进行了广泛的研究，并提出了许多用于励磁涌流识别的新原理、新方法，也取得了一定成效，主要包括基于波形对称原理、小波理论、有功差动、数学形态学、人工神经网络，多模糊判据等方法。但这些方法中仍存在着许多问题，如易受噪声干扰、数据窗口长、计算量大、延时长，整定复杂等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法，该方法在CT饱和时刻也能够识别出励磁涌流与内部故障电流，具有延时小、可靠性高、计算量小的优点。本专利技术的目的通过采取如下技术方案实现：一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法，包括以下步骤：(1)采集变压器差动保护回路两侧电流互感器的差动电流信号；(2)对采集到的差动电流信号进行采样，得到差动电流信号采样值Idiff；(3)判断Idiff的是否超过差动保护电流的整定值Izd，如果不超过，则继续采样，如果超过，则通过下述步骤判断Idiff是否为励磁涌流：(3-1)选取一数据窗口；(3-2)对数据窗口内的Idiff值取绝对值，得到信号abs(Idiff)；对abs(Idiff)进行多次数学形态学腐蚀运算，得到各次腐蚀运算后的波形图；(3-3)计算出每个波形图中的最大值Ki，计算出所有Ki中的最大值Kmax与最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset时，则判定Idiff为励磁涌流，若σ≥σset时，则判定Idiff为变压器内部故障电流，σset为预设的阈值。优选的，步骤(3)中，判断Idiff是否超过差动保护电流的整定值Izd的具体步骤是：判断Idiff中任一相差动电流突变量是否连续n次超过Izd，n≥3。优选的，所述步骤(3-1)中数据窗口的选取是从Idiff>Izd开始到下一次电流过零点。优选的，所述步骤(3-2)中，对abs(Idiff)进行多次数学形态学腐蚀运算的公式是：式中，g采用扁平结构元素，即g＝{01,02,…,0l-1,0l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集变压器差动保护回路两侧电流互感器的差动电流信号；(2)对采集到的差动电流信号进行采样，得到差动电流信号采样值Idiff；(3)判断Idiff的是否超过差动保护电流的整定值Izd，如果不超过，则继续采样，如果超过，则通过下述步骤判断Idiff是否为励磁涌流：(3‑1)选取数据窗口；(3‑2)对数据窗口内的Idiff值取绝对值，得到信号abs(Idiff)；对abs(Idiff)进行多次数学形态学腐蚀运算，得到各次腐蚀运算后的波形图；(3‑3)计算出每个波形图中的最大值Ki，计算出所有Ki中的最大值Kmax与最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset时，则判定Idiff为励磁涌流，若σ≥σset时，则判定Idiff为变压器内部故障电流，σset为预设的阈值。

【技术特征摘要】
1.一种基于形态学级联腐蚀运算的变压器励磁涌流识别方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集变压器差动保护回路两侧电流互感器的差动电流信号；(2)对采集到的差动电流信号进行采样，得到差动电流信号采样值Idiff；(3)判断Idiff的是否超过差动保护电流的整定值Izd，如果不超过，则继续采样，如果超过，则通过下述步骤判断Idiff是否为励磁涌流：(3-1)选取数据窗口；(3-2)对数据窗口内的Idiff值取绝对值，得到信号abs(Idiff)；对abs(Idiff)进行多次数学形态学腐蚀运算，得到各次腐蚀运算后的波形图；(3-3)计算出每个波形图中的最大值Ki，计算出所有Ki中的最大值Kmax与最小值Kmin，得到：σ=KminKmax;]]>若σ<σset时，则判定Idiff为励磁涌流，若σ≥σset时，则判定Idiff为变...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴青华，曾杰，张禄亮，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44