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变压器暂态仿真模型及基于支持向量机的变压器保护原理研究

郝文斌  
【摘要】:随着国民经济的不断发展,对电力的需求日益增加,同时要求电力系统的容量不断增加。大容量的电力变压器被广泛采用,对电力变压器保护快速性和可靠性提出新的要求。目前,作为电力变压器主保护的差动保护在识别励磁涌流和内部故障时准确率较低,这个问题多年来不断的困扰着电力变压器保护的研究工作者,也是目前电力系统科研的前沿性课题。解决这一问题首先我们应该进一步深入认识变压器内部故障机理,并建立变压器内部故障精确的暂态仿真模型,这是提高变压器保护性能的必要条件。基于内部故障模型获取准确的特征参数,才能使新的变压器保护原理的提出成为可能。 本文基于电磁感应理论建立了新的变压器励磁涌流和内部故障仿真模型,同时利用新兴的支持向量机学习算法制定了识别励磁涌流和内部故障电流的新方案。本文从以下几方面进行论述: 1、本文首先主要明确了开展本课题研究工作的目的和实用意义,分析了变压器磁化曲线模型、正常变压器模型、变压器内部故障模型、变压器保护方案等国内外相关方面的研究工作,并作以总结,同时提出了本论文的研究内容。 2、本文对统计学习理论的基本概念和定理给予简要阐述,其中包括机器学习问题表示,经验风险最小化,复杂性及推广能力,一致性条件和关键定理,VC维,推广性的界,结构风险最小化,核函数等,为后续研究奠定了理论基础。 3、变压器暂态仿真的准确与否,磁化曲线的建模是至关重要的。本文在对现有铁磁材料磁化曲线拟合方法研究的基础上,提出基于支持向量机的磁化曲线拟合方法。其主要思想就是将磁化曲线的每一部分都是用一个函数来表示的,通过试验数据并使用支持向量机寻找决策函数,得到完整的磁化曲线模型。利用仿真试验证明了此方法的有效性。 4、励磁涌流的仿真是开展变压器差动保护研究的基础。本文在认真分析了前人的励磁涌流的仿真研究成果基础上,提出变权重的励磁涌流仿真方法。其主要思想为依据极限磁滞回环与局部磁滞回环具有分形特征这一特点,在进行了励磁涌流仿真时,改变压缩权重。仿真试验证明此方法的有效性。 5、目前变压器内部故障研究还处于初级阶段,本文在对变压器内部故障机理分析研究的基础上,提出基于磁路的单相变压器、三相三柱变压器和三相


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