[发明专利]一种利用形态结构的电力变压器励磁涌流与内部短路识别方法

权利要求书

1.一种利用形态结构的电力变压器励磁涌流与内部短路识别方法，其特征在于采集变压器一个工频周期数据的最大值和最小值来构造幅值为A、频率为50Hz的正弦半波离散序列，并将其缩小10％后作为正弦半波结构元素；利用正弦半波结构元素分别对变压器三相差流进行形态学分析；求取原始信号与形态学分析结果波形的一致性系数，其本质为反应原始信号与正弦波的相似程度；通过比较波形一致性系数的大小实现电力变压器励磁涌流与内部短路的识别；

识别方法的具体步骤如下：

1)采用5kHz采样频率采集记录变压器励磁涌流和内部故障三相差流i(n)，选取时窗长25ms的采样数据，构造幅值为A、频率为50Hz的正弦半波离散序列，幅值A为可由下式求出；

式中，i即为变压器三相差流i(n)，max(i)与min(i)分别为差动电流采样数据中的最大值最小值；

2)按比例ρ缩小步骤1)中构造的幅值为A、频率为50Hz的正弦半波离散序列，根据下式得到正弦半波结构元素s(n)；

计算结构元素的长度N：

则结构元素s(n)为：

(n＝1，2…，N)

式中，ρ为缩小比例系数，ρ＝0.9；f_N为工频；f_s为采样频率；

3)利用步骤2)中构造的正弦半波结构元素s(n)，根据下式分别对变压器三相差流i(n)进行形态学分析，得到变压器三相差流i(n)关于正弦半波结构元素s(n)的形态学分析结果i′(n)； 

i_o(n)＝i(n)οs(n)

i_c(n)＝i(n)·s(n)

式中，ο为形态开运算，·为形态闭运算，i_o(n)为三相差流i(n)关于正弦半波结构元素s(n)的开运算结果；i_c(n)为三相差流i(n)关于正弦半波结构元素s(n)的闭运算结果；i′(n)为三相差流i(n)关于正弦半波结构元素s(n)的形态学分析结果；

4)定义波形一致性系数K_c，波形一致性系数K_c的实质是反应波形与正弦波形相比的相似程度，由于对于故障电流K_c≈1，而对于励磁涌流K_c＜＜1；

式中，N_s为采样点数；

5)变压器励磁涌流和内部故障的识别判据：根据步骤1)到步骤4)分别计算变压器励磁涌流和内部故障的三相差流，得到一致性系数K_c，对于故障电流K_c≈1，而对于励磁涌流K_c＜＜1；由此可得变压器励磁涌流和内部故障识别判据如下式所示；

K_c≥K_set

式中，K_set为变压器励磁涌流和内部故障识别的波形一致性系数K_c的整定值，本发明K_set整定值取0.7，

当变压器三相差流中有两相及以上满足K_c≥K_set时，判别为变压器发生内部故障；否则判别为变压器励磁涌流。