基于小波变换的变压器差动保护算法

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1、第34卷第4期四川电力技术Vo1．34。No．42011年8月SiehuanElectricPowerTechnologyAug．．2011基于小波变换的变压器差动保护算法高志勇。成建军。张昕(二滩水电开发有限公司，四川成都610041)摘要：通过对典型励磁涌流和常见变压器内部故障的电流波形进行分析，总结归纳出一种基于小波变换的差动保护算法。关键词：励磁涌流；内部故障；小波变换Abstract：Throughtheanalysisofthetypicalmagnetizinginrushcurrentandthecurentwaveformofno

2、rmalintemalfaultinthetransformer，adifferentialprotectionalgorithmbasedonwavelettransforminpowertransformerispresented．Keywords：magnetizinginrushcurrent；internalfault；wavelettransform中图分类号：TM762文献标志码：B文章编号：1003—6954{2011)04—0072—03的判据和算法。0引言1仿真分析据统计¨，1999年中国运行中的220kV变压器有2526台，3

3、30kV变压器有102台，500kV变压变压器内部故障仿真研究选用PSCAD／EMTDC器223台。到2002年底，中国运行中的220kV变压软件进行。该软件是当前国际上普遍流行的新型电器达到3229台，330kV变压器有122台，500kV变磁暂态计算程序，它具有精确的元件模型、方便的数据输入方式及强大的分析功能，主要用来研究电力系压器有295台。然而多年来电力系统变压器保护的统的暂态过程，是系统分析和工程研究的有力工具。正确动作率却大大低于发电机和线路保护的正确动该软件包是由加拿大马里托巴高压直流研究中心作率。以2007年为例，全国继电保护的运

4、行情况是：(ManitobaHVDCResearcherCentre)开发出来的，由200kV及以上母线保护装置正确动作率达96．72％；PSCAD(PowerSystemComl~uterAidedDesign)和100MW及以上发电机保护装置正确动作率为EMTDC(ElectromagneticTransientIncludingDC)两部99．74％；220kV及以上变压器保护装置正确动作率分软件组成，其典型应用是计算电力系统遭受扰动或仅为96．49％。者参数发生变化时，电信号随时间参数发生变化的规差动保护一直用于变压器主保护，但如何正确鉴律

5、。特别是其中包含的基于中心几何学建立的别励磁涌流和内部故障电流一直是变压器差动保护UMEC变压器模型，不仅考虑到同相绕组之间的耦合的核心问题。采用二次谐波制动原理的变压器保护作用，还考虑到了不同相绕组间的耦合作用。UMEC较为常见，但也面临着一些问题]：对暂态信号的模型通过充分利用插值法，以分段的线性￡，一，曲线励磁涌流进行傅里叶级数的谐波分析，傅里叶级数法来描述铁心饱和特性，在实时计算时特别是变压器铁的周期延拓将导致错误的结果；同时二次谐波制动系心饱和的情况下可以获得精确的结果，特别适合变压数一直都没有统一的标准；变压器在满足一定条件器饱和时励磁

6、涌流的仿真研究。时，三相励磁涌流的二次谐波含量可能均小于仿真所得数据采用Matlab小波工具包中的D615％6J，因此可能使保护出现误动。小波函数进行处理。通过综合考虑，选用分解尺度为通过在PSCAD／EMTDC中建立电力变压器典型5，以特征较为明显的第3尺度下模极大值作为判断励磁涌流和内部故障模型，通过D6小波函数研究电依据，原始信号S=dl+d2+d3++d5+05，d1至流波形数据从而获取明确鉴别励磁涌流和内部故障分别为第一至第五尺度的高频细节部分，为第．72·第34卷第4期四川电力技术Vo1．34。No．42011年8月SichuanEle

7、ctricPowerTechnologyAug．。201l研究表明J，对于三相变压器来说，无论在任何瞬间空载合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流，而另一侧三相励磁电流则全部接近0(数量级为E一9)。由于变压器励磁涌流仅流经变压器电源侧，因此在差动回路中不能被平衡。图1显示了上述情况l合闸角0。时小波变换前后各相的一次侧电流波形。图2为A相接地短路时一、二次侧的电流小波变换，可以看出A相在故障发生后的一工频周期内的模极大值对应或者接近于故障发生时刻并且一、二次侧的模极大值符号相反。限于篇幅，所仿真的单相接地、两相短路、两相短路接地故障仅列出A相单

8、相接地短路时的电流小波图1情况1。O／=0。时A相一次侧电流小波变换变换波形，具体模极大值数据详见表2。五尺度下的低频粗糙