一种基于HHT的CT饱和检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于HHT的CT饱和检测方法，通过采集变压器两侧差动电流信号，并依次经过EMD分解、Hilbert变换得到瞬时频率时频谱、Hilbert谱与Hilbert边际谱，分别根据以上三种频谱完成变压器区外饱和故障与CT饱和度的检测，进而实现CT饱和情况下差动保护的速动和可靠性动作；作为CT饱和检测方法的一种优选改进，将瞬时频率判据、Hilbert谱判据与Hilbert边际谱判据以“与”、“或”进行形式组合，当一种判断结果出现失误时，另一种能正确判断，提高了差动保护的可靠性，并且充分考虑CT饱和与不饱和两种情况下变压器区外故障电流、区内故障电流以及转换性故障电流等多种情况，具有功能更强、效率更高以及可靠性更高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种基于HHT的CT饱和检测方法。
技术介绍
在我国以特高压电网为骨干网架的智能电网建设过程中，电力系统规模的扩大和电压等级的提高，客观上要求配置更大容量和更高电压等级的电力设备。大容量变压器的投入运行，对继电保护提出更高的要求。最新统计数据表明，2001 2011年220kV及以上变压器的平均动作正确率为79. 794%，低于发电机及线路保护约20个百分点。目前，差动保护作为变压器内部故障的主保护之一，其可靠性受CT饱和的影响。在CT饱和情况下，区外故障发生时，变压器两侧电流互感器的差动电流很大，会引起差动保护的误动作。目前，工程实际中一般采用比率制动方法加以鉴别，但此种方法不能保证在CT极度饱和情况下差动保护的可靠性，必须要辅以其他鉴别CT饱和的措施。此外国内外所提出的识别方法还有时差法、谐波制动法、小波奇异性检测法、二阶或三阶导数法等，这些方法基本可以保证变压器差动保护在经历故障时的安全性，但是在时间的迅速性或准确性上还存在一些问题，上述有些方法过于复杂并不适用于实际应用。希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform),即HHT变换,作为一种1998年提出的新兴智能算法，在电力系统领域中的应用刚刚开始，在分析阅读大量文献的基础上将该算法应用于CT饱和检测中，不仅能够为CT饱和提供了一种简单、高效的新思路，同时在一定程度上拓宽了该算法的应用领域，具有很高的理论价值和研究意义
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提出一种基于HHT的CT饱和检测方法，通过HHT能够在CT饱和情况下，方便的将变压器区外故障、区内故障与以及区外转向区内的转换性故障正确区别开，利于解决差动保护的误动作问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种基于HHT的CT饱和检测方法，包括如下步骤a、采集变压器两侧差动电流信号，经过EMD分解后得到若干个满足MF条件的本征模态函数，即IMF分量；b、对上述MF分量进行Hilbert变换，求出瞬时频率，得到Hilbert谱及Hilbert边际谱，具体过程如下将MF分量记为X⑴，对其进行Hilbert变换Y(t)为 ,Ir' Χ(τ),}(/) = — ~'—<1τ ~ t—τ(I)则X(t)的解析信号Z (t)为Z (t) =X(t) + jY(t) =a(t) eJ θ (t)(2)式中α( )= >/尤2(i) + F2(0 为瞬时幅值，θ (t) =arctan(Y(t)/X(t))为相位,根据相位值Θ (t)进一步可以求出瞬时频率ω (t) =d ( Θ (t)) /dt(3)由式(3)能够明确地表达瞬时频率的振幅和相位，进而反映出数据的瞬时性；根据式(3)进一步可以得出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于HHT的CT饱和检测方法，其特征在于包括如下步骤：a、采集变压器两侧差动电流信号，经过EMD分解后得到若干个满足IMF条件的本征模态函数，即IMF分量；b、对上述IMF分量进行Hilbert变换,求出瞬时频率，得到Hilbert谱及Hilbert边际谱，具体过程如下：将IMF分量记为X(t)，对其进行Hilbert变换Y(t)为：Y(t)=1π∫-∞+∞X(τ)t-τdτ---(1)则X(t)的解析信号Z(t)为Z(t)=X(t)+jY(t)=a(t)ejθ(t)?????????????????????????（2）式中为瞬时幅值，θ(t)=arctan(Y(t)/X(t))为相位，根据相位值θ(t)进一步可以求出瞬时频率：ω(t)=d(θ(t))/dt???????????????????????????????????(3）由式（3）能够明确地表达瞬时频率的振幅和相位,进而反映出数据的瞬时性；根据式（3）进一步可以得出：f(t)=12πω(t)=12π×d(&theta;(t))dt---(4)这样可以得到：X(t)=RPΣi=1nai(t)ejθi(t)=RPΣi=1nai(t)ej∫ωidt---(5)上面展开式称为Hilbert谱，记作：H(ω,t)=RPΣi=1nai(t)ej∫ωidt---(6)再定义边际谱：h(ω)=∫0TH(ω,t)dt---(7)式（7）中，T为信号的长度，由此可见，边际谱表征的是[0，T]时间内各个频率成分能量的累积和，H(ω,t)能够精确描述信号的幅值在整个频率段上随时间和频率的变换规律， 而h(ω)则反映出信号的幅值在整个频率段上随频率的变化情况；其中，利用瞬时频率时频谱，鉴别CT饱和发生时刻，进而识别变压器区外饱和故障，当发生区外故障引起CT饱和时，输出结果“0”，当发生区内故障时，输出结果“1”，并启动差动保护；根据Hilbert谱所反映的瞬时频率波动情况，识别区外饱和故障，检测CT是否发生饱和，当检测到CT发生饱和时，输出结果“0”，当未检测到CT发生饱和时，输出结果“1”；通过Hilbert对时间积分得到的Hilbert边际谱，识别区外饱和故障，检测CT是否发生饱和，当检测到CT发生饱和时，输出结果“0”，当未检测到CT发生饱和时，输出结果“1”。FDA00002628423600012.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于HHT的CT饱和检测方法，其特征在于包括如下步骤 a、采集变压器两侧差动电流信号，经过EMD分解后得到若干个满足MF条件的本征模态函数，即IMF分量； b、对上述MF分量进行Hilbert变换，求出瞬时频率，得到Hilbert谱及Hilbert边际谱，具体过程如下 将IMF分量记为X⑴，对其进行Hilbert变换Y⑴为:1 f ■ Χ(τ),2.根据权利要求1所述的一种基于HHT的CT饱和检测方法，其特征在于，在所述步骤b之后,还包括步骤c C、先将Hilbert谱判断的结果与Hilbert边际谱判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏文华，公茂法，李国亮，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：