基于小波包和LS-SVM的变压器励磁涌流与短路电流识别方法

《基于小波包和LS-SVM的变压器励磁涌流与短路电流识别方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、JISHUJIAOLIUYUYINGYONG苈互蔚与应厣

2、々-≯薯基于小波包和LS-SVM的变压器励磁涌流与短路电流识别方法祝磊(铜川供电局，陕西铜川7271O0)摘要：基于小波包分解和最小二乘一支持向量机(LS—SVM)，提出了变压器短路电流和励磁涌流识别的新方法。通过将电流信号进行小波包分解，计算出分解后各频段信号的能量，组成能量特征向量，并考虑作为最小二乘一支持向量机分类器的输入参数，来实现短路电流和励磁涌流的识别。仿真结果表明，该方法识别准确率高，受噪声的影响小。关键词：变压器；励磁涌流；短路电流；小波包

3、；最小二乘一支持向量机(LS—SVM)中图分类号：TM401．1文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)1l一0055—04它能够为信号提供一种更精细的频带划分方法。通0引言过对小波多分辨分析中没有细分的高频部分进一步分解，提高了频率分辨率。若原始信号采样点数足对变压器短路电流和励磁涌流进行识别是变压够多，则频带可划分的足够精细，可以提供更全面器差动保护正确动作的关键。有人利用间断角原理的扰动特征信息，已有不少文献用于特征向量的提来识别励磁涌流，但由于励磁涌流的间断角大小受取。小波包的二尺度关系为：

4、变压器剩磁等因素的影响I1l，间断角很小时可能出一1“(￡)=x／2h(k)Un(2t-k)现无法判断的情况，使此类方法的使用受到限制。常用的识别方法是二次谐波制动法，但由于变压器(1)剩磁较高或合闸角满足一定条件时二次谐波含量可()=∑g()u(2一)能较少，传统的二次谐波制动原理受到了挑战闭。另式中：厅)为高通滤波器系数；g)为低通滤波器系外还有磁通特性法、等效瞬时励磁电感法等f3_．这些数。方法需对变压器参数进行人工设置，且计算过程比为了进一步推广二尺度方程，定义以下的递推关：较复杂，影响了实际应用。而现场

5、常采用2套主变压器保护，1套采用二次谐波制动，1套采用间断角原一、训(f)=x／2h(k)(2t-k)理，这势必需要很大的投资。(2)本文从短路电流和励磁涌流中含有的谐波含量f)：∑g()(2t一)人手，用小波包提取电流信号中的各次(2、3、4、5、7k次)谐波含量，综合考虑各次谐波的能量，作为LS—从多分辨分析的角度看，小波包分解的实质是SVM的特征输入，来进行变压器短路电流和励磁涌让信号通过高低通组合滤波器组，每次分解总是将流的识别。克服了传统二次谐波制动仅考虑二次谐原信号分解到高低2个频率通道内，然后分别对

6、高低波的缺点。仿真结果表明，该方法可准确识别短路频部分进行同样的分解直至满足要求。电流和励磁涌流。1．2小波包能量特征的提取步骤小波包分析将信号分解到不同的频段上，通过1基于小波包理论的特征向量提取提取各个频段的能量值，组成特征向量。具体步骤如下：1．1小波包理论(1)对电流信号进行小波包分解，分解层数为小波包变换是小波变换的进一步完善和发展，i，分解第i层的信号为0，．一，}。收稿日期：2009—09～08作者简介：祝磊(1982一)，男，陕西礼泉人，毕业于东北电力大学，工学硕士，研究方向为继电保护及电网调度自

7、动化。技术交流与应用JISHUJIAOLIUYUYINGYONG(2)对第i层不同频带的信号进行重构，重构后磁涌流和短路电流进行仿真。为简化起见，选择2个的信号为{，叫，⋯，啦)电压等级的变压器进行仿真，系统仿真模型如图l(3)构造能量特征向量，各频段的能量为E=所示。∑Ij：0，1，⋯，2I-1)。再进行归一化处理，：=1E，／∑E。最后得到的特征向量为e=匠云⋯，]。i2最小二乘一支持向量机(LS—SVM)图1系统仿真模型分别仿真变压器空载合闸、匝l司短路、外部单相SVM是基于不等式约束的，其解具有显著的稀短

8、路、外部相间短路4种工况时的电流。疏性特点。根据SRM(structuralriskminimum)准则，3．1小波包分解层数的确定优化目标和约束条件分别为：小波分解层数的确定取决于短路电流和励磁ml‘n-~+c(∑)(3)电流中的频率成分，以变压器出口单相短路和空载合闸为例。图2为变压器出口发生单相短路时的电流波形及其频谱图(仅对短路后电流波形进行频谱．(4)分析)，图3为空载合闸时的电流波形及其频谱图式中：为权向量，60∈R；b为实常数；f为样本总数；(仅对发生空载合闸后励磁涌流部分进行频谱分，Y}为样本，∈

9、尺，Y∈R；为松弛因子，≥0；c为析)。由图2、图3可知，单相短路时，电流信号主要包惩罚参数，用于控制对错分样本的惩罚程度，c>0。含非周期分量和工频分量。空载时，电流信号中以在Suykens提出的LS—SVMF]中，优化问题变为：非周期分量和基波为主，包含各种高次谐波，此时粤专+c{)(5)高次谐波(2，3，4，5次谐波)的含量明显高于发生单相短路时的谐波含量。s．t．