[發(fā)明專利]基于小波變換的變壓器偏磁時勵磁電流檢測裝置及工作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210316666.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102841243A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周雪松;周志昊;馬幼捷
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 天津天麓律師事務(wù)所 12212
• 代理人: 王里歌

（一）技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)信號檢測領(lǐng)域，尤其是一種基于小波變換的變壓器偏磁時勵磁電流檢測裝置及工作方法。

（二）背景技術(shù)：

隨著大容量、長距離直流輸電系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)行，當(dāng)以大地為返回方式運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)的接地極電流會通過變壓器中性點(diǎn)流入變壓器勵磁繞組，由于接地極電流的屬于直流性質(zhì)電流，其會變壓器發(fā)生直流偏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器的勵磁電流畸變，產(chǎn)生諧波，無功變化，影響繼電保護(hù)的正確動作，威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此如何在電力變壓器出現(xiàn)直流偏磁現(xiàn)象時仍然保證繼電保護(hù)裝置準(zhǔn)確動作是目前關(guān)注的難點(diǎn)之一。

小波分析是一種時域—頻域分析方法，和傳統(tǒng)的頻域分析方法相比較，更適用于對信號均值和方差不斷變化的非平穩(wěn)信號進(jìn)行分析，根據(jù)小波多分辨率分析理論可以同時觀測到時域和頻域內(nèi)的局部性質(zhì)，而傅里葉變換的結(jié)果卻會丟失時域上的信息。電力變壓器發(fā)生直流偏磁現(xiàn)象時其勵磁電流會發(fā)生畸變，畸變的勵磁電流信號就是一種具有強(qiáng)非線性的非平穩(wěn)信號，通過采樣畸變勵磁電流信號，對其進(jìn)行小波低頻逼近信號和高頻細(xì)節(jié)信號的分解，得出了畸變勵磁電流中直流分量的信息，并準(zhǔn)確的確定了勵磁電流波形發(fā)生畸變的時刻，確定了勵磁電流波形中了發(fā)生畸變的時刻，提高了檢測裝置的準(zhǔn)確性和可靠性。

（三）發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于小波變換的變壓器偏磁時勵磁電流檢測裝置及工作方法，它針對現(xiàn)有繼電保護(hù)裝置中對發(fā)生畸變的勵磁電流信號檢測的不足，采用高頻小波系數(shù)的變化作為判斷勵磁電流信號發(fā)生畸變的依據(jù)，具有實時性好，準(zhǔn)確性高且適用范圍廣的勵磁電流信號檢測。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于小波變換的變壓器偏磁時勵磁電流檢測裝置，包括帶有中性點(diǎn)接地的電力變壓器、上位機(jī)，其特征在于它包括電流傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制單元、FLASH存儲器、同步動態(tài)隨機(jī)存儲器、CPLD（Complex?Programmable?Logic?Device——復(fù)雜可編程邏輯器件）控制單元和USB接口；其中，所述電流傳感器檢測變壓器勵磁繞組中的勵磁電流信號，其輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；所述DSP控制單元的輸入端接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的數(shù)字信號，其輸出端與CPLD控制單元的輸入端連接，同時DSP控制單元還與FLASH存儲器以及同步動態(tài)隨機(jī)存儲器分別呈雙向連接；所述CPLD控制單元的輸出端與USB接口連接，且與同步動態(tài)隨機(jī)存儲器呈雙向連接；所述USB接口與上位機(jī)連接。

所述電流傳感器是額定頻率為50Hz，額定一次電流要不小于75A，額定二次電流不小于5A，用于電力變壓器勵磁繞組電流檢測的電流互感器；所述CPLD控制單元與USB接口連接依串行總線連接；所述USB接口與上位機(jī)通過USB電纜連接。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊是由模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200及其外圍電路組成；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的外圍電路是由電壓基準(zhǔn)模塊、參考電壓驅(qū)動電路單元、輸入信號轉(zhuǎn)換電路單元、時鐘產(chǎn)生電路單元組成；所述參考電壓驅(qū)動電路單元的輸入端連接電壓基準(zhǔn)模塊，其輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200；所述輸入信號轉(zhuǎn)換電路單元的輸入端采集模擬量輸入信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200；所述時鐘產(chǎn)生電路單元的輸入端采集時鐘信號，其輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200的輸入端連接。

所述參考電壓驅(qū)動電路單元由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、2個5kΩ電阻和3個運(yùn)算放大器MAX410構(gòu)成；其中，所述2個5kΩ電阻相互串聯(lián)，串聯(lián)后的兩端分別連接2個運(yùn)算放大器MAX410的正向輸入端，其分壓點(diǎn)連接另一個運(yùn)算放大器MAX410的正向輸入端；所述連接串聯(lián)電阻一端的一個運(yùn)算放大器MAX410的正向輸入端接收電壓基準(zhǔn)模塊的基準(zhǔn)電壓，其輸出端經(jīng)電阻R1與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200連接，同時經(jīng)電容C2接地，其負(fù)向輸入端經(jīng)電阻R2與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200連接，其負(fù)向輸入端和輸出端之間并聯(lián)有電容C1；所述連接串聯(lián)電阻另一端的另一個運(yùn)算放大器MAX410的正向輸入端接收電壓基準(zhǔn)模塊的基準(zhǔn)電壓，其輸出端經(jīng)電阻R3與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200連接，同時經(jīng)電容C4接地，其負(fù)向輸入端經(jīng)電阻R4與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200連接，其負(fù)向輸入端和輸出端之間并聯(lián)有電容C3；所述連接串聯(lián)電阻分壓點(diǎn)的第三個運(yùn)算放大器MAX410的輸出端經(jīng)電阻R5與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX1200連接，同時經(jīng)電容C5接地，其負(fù)向輸入端和輸出端之間短接。