[發明專利]一種基于二階泰勒系數的勵磁涌流識別方法

有效

• 申請號: 201910840972.4
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110705031B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 符玲;宋九淵;王俊雄;熊思宇;麥瑞坤
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10;G06F17/12;G06F17/14;G06F17/16;G06Q50/06;G01R31/00;H02H7/045
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種基于二階泰勒系數的勵磁涌流識別方法，涉及電力系統繼電保護與波形識別領域；其包括步驟1：根據差動電流是否大于制動電流判斷是否發生了故障或者勵磁涌流；步驟2：對采集的數據進行短時傅里葉變換獲取參考時刻相量；步驟3：建立勵磁涌流簡化模型的相量形式；步驟4：將設定的頻率初值作為基頻，根據基頻構建離線矩陣和離線矩陣；步驟5：將步驟3和4所得數據輸入步驟2所建立泰勒動態模型求解泰勒導數矩陣，根據泰勒導數矩陣解得二階泰勒系數及其對數Q；解決現有勵磁涌流識別方法在故障時導致保護延時動作且抗噪聲能力較弱的問題，達到了在閉鎖期間對變壓器故障的準確、快速判別的效果。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護與波形識別領域，具體為一種基于二階泰勒系數的勵磁涌流識別方法。

背景技術

隨著電網不斷發展，現場對變壓器保護的可靠性、速動性提出了更高要求，例如：浙北-福州-浙福1000KV特高壓交流輸電工程，變電容量達1800WM，其所涉及變壓器保護的任何異常動作行為都將導致極端嚴重的后果。然而，在變壓器空載合閘或切除外部故障的電壓恢復過程可能產生勵磁涌流，使差動保護誤動作。目前，工程現場主要依靠二次諧波制動原理和間斷角制動原理識別勵磁涌流，閉鎖差動保護。但隨著電網技術的發展和應用，故障信號成分更加復雜，多種原因使二次諧波制動原理出現誤判。例如，目前大型變壓器普遍采用冷軋硅鋼片作為鐵芯，會使得勵磁涌流的二次諧波含量降低。另外，在電力變壓器外部故障切除后的電壓恢復過程中，由于電流互感器誤差電流和恢復性勵磁涌流的共同作用，同樣可能使二次諧波占比減小，導致差動保護誤動作；高壓長距離輸電線路具有分布式電容，產生的諧波電流會使故障電流二次諧波含量升高。

電網發展使得變壓器故障信號成分復雜的同時又對變壓器保護提出了更高要求，而現有勵磁涌流識別方案難以滿足在閉鎖期間對變壓器故障的準確、快速判別。因此，本發明基于二階泰勒系數提出一種既具有較強抗干擾性能又具有較快判別速度的勵磁涌流識別方法。目前識別勵磁涌流的方法主要可分為兩大類，一類是基于勵磁涌流波形特征的識別方法。此類方法簡單易實現，可快速識別勵磁涌流，抗噪性能較好。但在發生區內故障時，此類方法會先閉鎖保護，再經短時間后開放，造成了差動保護的延時動作。另一類是基于勵磁涌流電氣特征的識別方法。該類方法識別能力較強，對電流互感器飽和具有較好的魯棒性，但抗干擾性能較弱。因此，需要提出一種既具有較強抗干擾性能又具有較快判別速度的勵磁涌流識別方法。

發明內容

本發明的目的在于：本發明提供了一種基于二階泰勒系數的勵磁涌流識別方法，解決現有勵磁涌流識別方法在故障時導致保護延時動作且抗噪聲能力較弱的問題，達到了在閉鎖期間對變壓器故障的準確、快速判別的效果。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于二階泰勒系數的勵磁涌流識別方法，包括如下步驟：

步驟1：根據差動電流是否大于制動電流判斷是否發生了故障或者勵磁涌流；

步驟2：對采集的數據進行短時傅里葉變換獲取參考時刻相量X(-ω)，X(0)，X(ω)；

步驟3：建立勵磁涌流簡化模型的相量形式，將相量模型S(t)部分利用泰勒展開得到泰勒導數矩陣S與二階泰勒系數q₂及其對數Q；

所述步驟3包括如下步驟：

步驟3.1：建立勵磁涌流簡化模型：

式中：t表示時間；A₁(t)表示基頻分量時變幅值，f₁表示基頻，表示基頻分量初相角；A_r表示r次諧波幅值，f_r表示r次諧波頻率，表示r次諧波初相角，R表示信號中總諧波次數；勵磁涌流的主要特征體現在基頻分量和二次諧波分量，基于識別勵磁涌流的目的，對電力信號進行簡化建模：