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基于S变换的电力变压器励磁涌流识别的研究

刘盛  
【摘要】:随着电力系统的发展,电力系统电源的优化,远距离的高压输电较之前已经得到了大规模、大面积的应用。电力系统的电压等级也得到了飞跃式的提高,电力系统的运行安全性就显得空前的重要,因此对继电保护的要求也异常严格。众所周知,电力系统继电保护最薄弱的一环就是变压器保护,影响变压器差动保护的最主要因素就是励磁涌流与故障电流的识别。 本文详细分析了变压器运行特性、继电保护原理,在此基础上构建了变压器的仿真模型,分别为理想状态、电流互感器饱和状态、谐波干扰状态。且构建空载合闸模型及典型的故障状态模型其中包括单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障、三相短路故障。 利用广义S变换具有时频分析能力的特点对励磁涌流和变压器内部故障电流进行分析。经广义S变换建立标准时频模矩阵,获得信号电流的特征值,采用信息熵量化故障特征,得到幅值信息熵和频率信息熵,从而实现变压器励磁涌流与故障电流间的识别。 论文深入地讨论了变压器在理想状态、电流互感器饱和状态、谐波干扰状态下的励磁涌流与故障电流识别问题。研究了故障信息特征量化指标幅值信息熵和频率信息熵的选取问题,并给出了识别励磁涌流与故障电流的幅值信息熵阈值(Threshold of Amplitude information entropy,TA)与频率信息熵阈值(Threshold ofFrequency information entropy,TF)。经大量仿真表明:在理想状态下,励磁涌流发生时信号电流的幅值信息熵小于TA,其频率信息熵大于TF;在电流互感器饱和状态下,励磁涌流发生时,信号的频率信息熵大于TF;在谐波干扰状态,励磁涌流发生时信号电流的幅值信息熵小于TA,根据上述分析给出识别励磁涌流的结论:信号电流的幅值信息熵小于TA或频率信息熵大于TF即发生励磁涌流。


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