[发明专利]一种基于二阶泰勒系数的励磁涌流识别方法

说明书

本发明公开了一种基于二阶泰勒系数的励磁涌流识别方法，涉及电力系统继电保护与波形识别领域；其包括步骤1：根据差动电流是否大于制动电流判断是否发生了故障或者励磁涌流；步骤2：对采集的数据进行短时傅里叶变换获取参考时刻相量；步骤3：建立励磁涌流简化模型的相量形式；步骤4：将设定的频率初值作为基频，根据基频构建离线矩阵和离线矩阵；步骤5：将步骤3和4所得数据输入步骤2所建立泰勒动态模型求解泰勒导数矩阵，根据泰勒导数矩阵解得二阶泰勒系数及其对数Q；解决现有励磁涌流识别方法在故障时导致保护延时动作且抗噪声能力较弱的问题，达到了在闭锁期间对变压器故障的准确、快速判别的效果。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护与波形识别领域，具体为一种基于二阶泰勒系数的励磁涌流识别方法。

背景技术

随着电网不断发展，现场对变压器保护的可靠性、速动性提出了更高要求，例如：浙北-福州-浙福1000KV特高压交流输电工程，变电容量达1800WM，其所涉及变压器保护的任何异常动作行为都将导致极端严重的后果。然而，在变压器空载合闸或切除外部故障的电压恢复过程可能产生励磁涌流，使差动保护误动作。目前，工程现场主要依靠二次谐波制动原理和间断角制动原理识别励磁涌流，闭锁差动保护。但随着电网技术的发展和应用，故障信号成分更加复杂，多种原因使二次谐波制动原理出现误判。例如，目前大型变压器普遍采用冷轧硅钢片作为铁芯，会使得励磁涌流的二次谐波含量降低。另外，在电力变压器外部故障切除后的电压恢复过程中，由于电流互感器误差电流和恢复性励磁涌流的共同作用，同样可能使二次谐波占比减小，导致差动保护误动作；高压长距离输电线路具有分布式电容，产生的谐波电流会使故障电流二次谐波含量升高。

电网发展使得变压器故障信号成分复杂的同时又对变压器保护提出了更高要求，而现有励磁涌流识别方案难以满足在闭锁期间对变压器故障的准确、快速判别。因此，本发明基于二阶泰勒系数提出一种既具有较强抗干扰性能又具有较快判别速度的励磁涌流识别方法。目前识别励磁涌流的方法主要可分为两大类，一类是基于励磁涌流波形特征的识别方法。此类方法简单易实现，可快速识别励磁涌流，抗噪性能较好。但在发生区内故障时，此类方法会先闭锁保护，再经短时间后开放，造成了差动保护的延时动作。另一类是基于励磁涌流电气特征的识别方法。该类方法识别能力较强，对电流互感器饱和具有较好的鲁棒性，但抗干扰性能较弱。因此，需要提出一种既具有较强抗干扰性能又具有较快判别速度的励磁涌流识别方法。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种基于二阶泰勒系数的励磁涌流识别方法，解决现有励磁涌流识别方法在故障时导致保护延时动作且抗噪声能力较弱的问题，达到了在闭锁期间对变压器故障的准确、快速判别的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于二阶泰勒系数的励磁涌流识别方法，包括如下步骤：

步骤1：根据差动电流是否大于制动电流判断是否发生了故障或者励磁涌流；

步骤2：对采集的数据进行短时傅里叶变换获取参考时刻相量X(-ω)，X(0)，X(ω)；

步骤3：建立励磁涌流简化模型的相量形式，将相量模型S(t)部分利用泰勒展开得到泰勒导数矩阵S与二阶泰勒系数q₂及其对数Q；

所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：建立励磁涌流简化模型：

式中：t表示时间；A₁(t)表示基频分量时变幅值，f₁表示基频，表示基频分量初相角；A_r表示r次谐波幅值，f_r表示r次谐波频率，表示r次谐波初相角，R表示信号中总谐波次数；励磁涌流的主要特征体现在基频分量和二次谐波分量，基于识别励磁涌流的目的，对电力信号进行简化建模：