基于數(shù)學形態(tài)學的變壓器差動保護的研究.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)輸電和配電環(huán)節(jié)中的重要電力設備，它的安全穩(wěn)定運行關系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。差動保護原理簡單，性能可靠，是電力設備的關鍵主保護之一。當其作為變壓器的主保護時，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）飽和時差動保護能可靠不動作；二是當變壓器空載合閘時，差動保護能正確識別勵磁涌流，保證差動保護不誤動。為了提高差動保護的正確動作率，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)學形態(tài)學算法的

2、優(yōu)點與傳統(tǒng)的保護識別方法相結合，促進了變壓器保護原理的發(fā)展。
　　本文首先介紹了數(shù)學形態(tài)學的產(chǎn)生、發(fā)展及其在電力系統(tǒng)領域應用研究的現(xiàn)狀。數(shù)學形態(tài)學是從集合論和積分幾何學科發(fā)展起來的，數(shù)學形態(tài)學完全在時域對信號的波形進行分析，并不涉足頻域分析。形態(tài)學變換廣泛應用于圖象處理，計算機視覺，模式識別等領域。形態(tài)變換中只包括加、減運算，計算速度快。當作用于一個具有復雜形態(tài)的信號時，數(shù)學形態(tài)學能夠有效的揭示波形形狀的主要特征，同時抑制非相關部

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)生機理及影響勵磁涌流的因素，并對勵磁涌流的影響因素進行了仿真分析。
　　針對變壓器區(qū)外故障時，會出現(xiàn)因CT飽和而導致差動保護誤動的問題，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進行仿真，研究區(qū)外故障時電流互感器飽和特性對變壓器差

4、動保護的影響。本文根據(jù)數(shù)學形態(tài)學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)時差法的基礎上，給出了基于數(shù)學形態(tài)學的時差法，作為變壓器差動保護判斷區(qū)內(nèi)、外故障的判據(jù)。仿真結果表明，該方法在互感器出現(xiàn)嚴重飽和的情況下，也能夠準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)學形態(tài)學中的基本運算法則，構造出峰谷檢測器，