数学形态学在牵引供电继电保护中的应用

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1、ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾４，侧：剛纖帛她＞，＿＂＂＂Ｊ丨，＿国内图书分类号：１Ｍ７７１密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文数学形态学在牽引供电继电保护中的应用年级二〇一二级姓名到进申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师王刺教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ７７１Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

2、ＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＴＨＥＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＲＰＨＯＬＯＧＹＩＮＲＥＬＡＹＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＴＲＡＣＴＩＯＮＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉｕＫｕｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎｇＲｅｎＭａｙ，２０１５

3、西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口保密，在年解密后适用本授权书；２．不。保密｛／，使用本授权书（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：指导老师签名：曰期：力上ｒＬ曰期：上义１西

4、南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）结合牵引变压器装置录波以及建模仿真得到的波形，根据经形态学处理后的故障波形与非故障波形各自的特点，提出了识别判据。通过运用有关形态学检测算子，提取出负荷波形的边缘，验证了负荷波形中含有大量的毛剌。运用形态学算子提取出电压与电流突变的时刻，验证了低电压保护中电压的降低伴随有电流的突然增大。２一（）提出了种基于不同结构元素的改进的形态梯度算子，有效地区分出励磁涌流和故障电流。同时验证了这种形态梯度

5、算子，在处理５％距地故障空载合闸这种有明显畸变的电流时，能更好的保留原始波形的奇异信息，更有利于识别出内部故障电流。（３）结合实际中牵引变电所装置录波波形，分析出此次差动保护误动作原因是由ＣＴ饱和引起的。证明了异步法在此次故障识别的不适用性，阐述了基于时差法的差动保护原理，利用形态学算子提取出故障发生时刻和差动电流产生的时刻，通过两者之间的比较，有效地识别出区外故障，从而解决了ＣＴ饱和引起的牵引变压器差动保护误动作问题。：所呈交的学位论文本人郑重声明，是在导师指导下独立进行研究工

6、作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：曰期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要随着我国电气化铁路的发展，牵引供电系统的的安全性、可靠性要求得到很大的提高。以我国电气化铁路牵引供电系统为研究对象，从理论上系统研究牵引供电系统保护原理具有重要的意义。同时，电气化铁路牵引供

7、电系统保护误动和拒动的现象时有发一生，，，高速铁路旦故障要求动作时限越快越好以减少对电气设备的损坏。需要运，，减少保护动作时间用新的算法在既有保护动作时限的基础上，目的是快速识别故障，使保护高速动作，更加满足继电保护的速动性要求。一数学形态学是继小波分析后又个新型的数字信号处理工具，是几何形态分析和描述的有力工具。与其他算法最大的不同表现在，数学形态学对信号波形分析处理完全在时域中进行，处理只取决于信号的局部特征，而且形态变换只包含加、减和比较运算。因此，数学形态学计算简单，时延小

8、，在继电保护领域具有良好的应用前景。首先，本文介绍了牵引供电系统及保护配置。主要介绍了牵引供电系统的组成、供电方式、接线形式。分析了牵引负荷的特点，以及负荷对牵引供电系统产生的影响。阐述了变压器保护配置和馈线保护配置，分析了各种保护的原理。这些为牵引供电继电保护相关问题的探讨提供了理论基础。然后，论文详细介绍了数学形态学的基本理论，阐述了将形态学用于边缘检测可以提取图像中的细节信