基于小波变换的变压器差动保护的理论研究

论文摘要

随着越来越多的超高压远距离输电线路在我国的建成和运行,大容量变压器的应用也日益增多。电力变压器在电力系统输电和配电各个环节中广泛使用,因此也就对变压器保护的可靠性和速断性提出了更高的要求。差动保护是变压器的主保护,变压器在空载合闸或外部故障切除后恢复供电时,差动回路会流入励磁涌流,若差动保护不能识别并躲过此电流,就会发生误动。因此,正确识别励磁涌流是保证变压器差动保护可靠运行的关键。小波变换是近年来迅速发展起来一种数据处理和分析方法,它具有多分辨率分析和时-频局部化特性,特别适合用来提取信号边缘和峰值突变的特征,能够很好的检测信号奇异性。而变压器励磁涌流具有明显的奇异性,因此本文将小波变换应用到对变压器励磁涌流的识别中来。本文首先对变压器差动保护的基本原理进行了阐述,然后分析了励磁涌流产生的机理和特点,介绍了几种励磁涌流鉴别原理和方法,并对其进行了分析比较。随后,在利用MATLAB软件进行仿真的基础上,选择合适的db小波对励磁涌流和内部故障电流进行小波变换并加以分析。在以往间断角原理鉴别励磁涌流的基础上,对传统精确测量励磁涌流间断角的方法做了一点改进,直接对信号小波变换后的波形进行分析,建立判据,进行仿真,仿真结果表明,该方法能够有效地提取励磁涌流的畸变特征,可以作为变压器差动保护的制动模块。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 1.课题研究的背景
• 2.变压器保护的发展及现状
• 3.本课题的主要工作及研究意义
• 第一章 变压器差动保护原理及不平衡电流分析
• 1.1 变压器差动保护的基本原理
• 1.2 差动保护不平衡电流分析
• 1.2.1 稳态情况下的不平衡电流
• 1.2.2 暂态情况下的不平衡电流
• 1.3 差动保护不平衡电流的克服方法
• 1.4 本章小结
• 第二章 励磁涌流分析及识别方法的研究
• 2.1 单相变压器励磁涌流分析
• 2.2 三相变压器励磁涌流分析
• 2.3 励磁涌流对变压器差动保护的影响
• 2.4 励磁涌流识别方法的分析与评价
• 2.4.1 二次谐波制动原理
• 2.4.2 间断角原理
• 2.4.3 等值电路法
• 2.4.4 磁通特性法
• 2.4.5 小波分析
• 2.4.6 神经网络
• 2.4.7 综合应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 小波分析及其在电力系统中的应用
• 3.1 小波分析的基本概念
• 3.1.1 连续小波变换
• 3.1.2 离散小波变换
• 3.1.3 二进制小波
• 3.2 多分辨率分析
• 3.2.1 多分辨率分析的概念和性质
• 3.2.2 二尺度差分方程
• 3.2.3 Mallat 算法
• 3.3 小波分析用于信号奇异性检测原理
• 3.3.1 信号的奇异性
• 3.3.2 小波变换的模极大值
• 3.3.3 lipschitz 指数
• 3.4 小波分析在电力系统中的应用
• 3.5 本章小结
• 第四章 应用小波变换识别变压器励磁涌流
• 4.1 建立仿真模型
• 4.1.1 励磁涌流仿真模型的建立及结果分析
• 4.1.2 内部短路电流仿真模型的建立及结果分析
• 4.2 基于小波变换的变压器励磁涌流识别
• 4.2.1 小波基的选择
• 4.2.2 励磁涌流的识别
• 4.2.3 仿真分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要