基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的變壓器差動保護(hù)的研究.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)輸電和配電環(huán)節(jié)中的重要電力設(shè)備，它的安全穩(wěn)定運行關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。差動保護(hù)原理簡單，性能可靠，是電力設(shè)備的關(guān)鍵主保護(hù)之一。當(dāng)其作為變壓器的主保護(hù)時，有兩個問題必須解決好：一是如何保證區(qū)外故障且電磁型電流互感器（CT）飽和時差動保護(hù)能可靠不動作；二是當(dāng)變壓器空載合閘時，差動保護(hù)能正確識別勵磁涌流，保證差動保護(hù)不誤動。為了提高差動保護(hù)的正確動作率，正確、快速識別出CT飽和和勵磁涌流時的突變信號，本文將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法的

2、優(yōu)點與傳統(tǒng)的保護(hù)識別方法相結(jié)合，促進(jìn)了變壓器保護(hù)原理的發(fā)展。
　　本文首先介紹了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展及其在電力系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用研究的現(xiàn)狀。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是從集合論和積分幾何學(xué)科發(fā)展起來的，數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)完全在時域?qū)π盘柕牟ㄐ芜M(jìn)行分析，并不涉足頻域分析。形態(tài)學(xué)變換廣泛應(yīng)用于圖象處理，計算機(jī)視覺，模式識別等領(lǐng)域。形態(tài)變換中只包括加、減運算，計算速度快。當(dāng)作用于一個具有復(fù)雜形態(tài)的信號時，數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)能夠有效的揭示波形形狀的主要特征，同時抑制非相關(guān)部

3、分及噪聲信號。
　　本文從鐵磁材料的非線性特性入手，分析CT的飽和成因及其飽和特性，并分析了各種因素對互感器飽和的影響。本文深入分析了勵磁涌流產(chǎn)生機(jī)理及影響勵磁涌流的因素，并對勵磁涌流的影響因素進(jìn)行了仿真分析。
　　針對變壓器區(qū)外故障時，會出現(xiàn)因CT飽和而導(dǎo)致差動保護(hù)誤動的問題，綜合運用EMTDC/PSCAD和MATLAB兩個仿真軟件，對一實際220kV變電站變壓器差動保護(hù)進(jìn)行仿真，研究區(qū)外故障時電流互感器飽和特性對變壓器差

4、動保護(hù)的影響。本文根據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)原理在故障信號奇異點檢測中的作用，定位故障開始時刻和差流出現(xiàn)時刻，在傳統(tǒng)時差法的基礎(chǔ)上，給出了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的時差法，作為變壓器差動保護(hù)判斷區(qū)內(nèi)、外故障的判據(jù)。仿真結(jié)果表明，該方法在互感器出現(xiàn)嚴(yán)重飽和的情況下，也能夠準(zhǔn)確定位故障開始時刻以及差流產(chǎn)生的時刻，從而得到較為精確的時差，進(jìn)一步提高了傳統(tǒng)時差法的可靠性。
　　針對變壓器勵磁涌流識別的問題，本文根據(jù)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的基本運算法則，構(gòu)造出峰谷檢測器，