2016用小波理论区分变压器的励磁涌流和内部短路的新原理

　　励磁涌流和内部短路的区分是变压器差动保护的核心问题。现有的应用较多的原理主要有二次谐波制动和间断角原理。研究表明[5]大容量变压器在某些情况下涌流中的二次谐波含量仅为7%，而在有串补电容的高压系统及高压电缆中变压器发生故障的故障电流中的二次谐波含量可超过15%，这对二次谐波原理提出了挑战。间断角是励磁涌流所特有的电流波形特征。间断角原理是以准确测量间断角的大小为基础的。由于受CT饱和的影响，这使得该原理在微机差动保护的实际应用中受到限制，效果并不理想。因此，进一步探索更快速、准确地区分变压器的励磁涌流和内部短路的新原理是十分必要的。本文利用小波分析提取励磁涌流的间断角特征，用小波变换的模局部极大值来提取励磁涌流波形的特征，无需定量计算间断角的大小，以间断角的有无来定性地识别励磁涌流，识别过程采用模糊集方法，对CT饱和具有较强的鲁棒性。

　　本文提出了基于小波理论的区分励磁涌流和故障波形的新方法。利用小波理论进行特征提取，通过小波变换的模局部极大值提取励磁涌流的间断角特征，定性地识别励磁涌流和内部短路。先对输入的CT二次波形进行小波变换，如果存在相邻模极大值同号的现象，则此时为对称性涌流，将该相闭锁；如果没有相邻模极大值同号的现象则把输入电流差分再次进行小波变换，如果存在相邻模极大值同号的现象，则此时输入的是非对称性涌流，将该相闭锁。其中对相邻模极大值同号这一定性的现象的识别利用了模糊集方法，经过模糊综合评判来识别励磁涌流。该新原理对CT饱和具有很强的鲁棒性，理论分析和仿真试验表明该原理不受CT饱和的影响。我们对此进行了EMTP仿真，每周36点采样，包括空投变压器、带分布参数的长线路空投变压器，带接地故障空投变压器等；并在华北电力大学智能保护与控制重点实验室的电力系统仿真器上作了变压器的涌流和变压器内部故障的动模试验，取得了满意的效果。

　　参考文献：

　　[1]  Mallat S.  Hwang W L.  “Singularity Dectection and processing with wavelet”。

　　IEEE Tran.on Information Theory.  1992，38（2），617~643

　　[2]  全玉生等，“应用小波变换检测间断角的新方法”，电力系统自动化，1998.1

　　[3]  余保东，“电流互感器暂态分析及其高精度的控制策略”，华北电力大学博士论文，1998，1

　　[4]  Baodong Yu， Lizi Zhang， Yihan Yang. “Hysteresis Modeling Based on the Artificial Neural Network”，Beijing， The 15th international conference on magnet technology. October 20-24，1997

　　[5]  王维俭，《电气主设备继电保护原理与运行》，中国电力出版社，1996.1

　　[6]  徐习东，何奔腾，“变压器差动保护中CT饱和后的间断角的测量”，保定，第12届电自专业年会论文集p951-p957，1997

　　[7]  A.Wiszniewski， and B. Kasztenny， “A multi-criteria differential transformer relay based on fuzzy logic”， IEEE Tran. On Power Delivery，Vol.10，1995， pp. 1786~1792