[发明专利]配电变压器励磁涌流多特征综合辨识方法

说明书

本发明属于配电变压器技术领域，涉及一种配电变压器励磁涌流多特征综合辨识方法，其特征在于：提取因故障电流导致合闸失败的实时录波信号，通过改进prony算法对所提取的实时录波信号进行处理，计算基波衰减因子和二次谐波含量，比较基波衰减因子、二次谐波含量与各自整定值大小，基波衰减因子、二次谐波含量任意一个大于整定值时，断路器识别为励磁涌流，不进行跳闸，若两者均不满足，且电流超过系统整定值，则判定为短路电流，断路器动作。本发明通过改进prony算法加快励磁涌流识别速度、减小噪音；采用多特征判别体系进行励磁涌流辨识，提高励磁涌流的辨识准确性。

技术领域

本发明属于配电变压器技术领域，涉及一种配电变压器励磁涌流多特征综合辨识方法。

背景技术

当变压器合闸前，铁芯内部存在剩磁，合闸时，变压器内部铁芯回路将产生由外部电网电压提供的且随时间变化的稳定正弦磁通，根据变压器铁芯磁通不能瞬时突变的性质，在合闸瞬间将会在铁芯内部生成用于实现磁通量从剩磁值向稳态值平稳过渡的暂态偏磁，当合闸角等于0°或180°时，根据变压器铁芯的B-H特性，三种磁通量的叠加或将造成变压器铁芯饱和，并形成6-8倍额定电流大小的励磁电流，即励磁涌流。励磁涌流有别于变压器内部故障产生的故障电流，由于存在时间短，励磁涌流的出现不应被认定为触发变压器主保护动作的判据。但因为励磁涌流产生的瞬时值偏大，又总是被变压器主保护视为故障产生的依据而造成保护误动，从而造成地区大面积停电等不良结果，也会对主保护的动作正确率带来不利的影响。

CN107765065A公开了一种基于基波衰减因子的配电网励磁涌流识别方法，通过基波衰减因子来识别励磁涌流。但其算法易受噪音的影响，且随着合闸角的增大，导致励磁涌流基波衰减因子减小，容易导致误判断。

CN1929119A公开了一种适用于大型电力变压器的附加相位判别的励磁涌流识别新方法，根据基波与二次谐波之间的相位关系来选取二次谐波制动比。但随着分布式新能源接入，短路电流中二次谐波分量会因逆变器存在增加，影响传统二次谐波判据

CN110568248A公开了一种基于差流基波相位的励磁涌流识别方法，能根据三相差流的二次谐波分量以及基波的幅值和相位，基波相位与二次谐波综合识别出励磁涌流。

发明内容

为了提高励磁涌流的辨识准确性，本发明提供一种配电变压器励磁涌流多特征综合辨识方法。本发明基于改进prony算法求取基波衰减因子，并加入二次谐波含量形成综合判据，弥补了合闸角改版导致单一判据失效的情况。通过改进prony算法加快励磁涌流识别速度、减小噪音；采用多特征判别体系进行励磁涌流辨识，提高励磁涌流的辨识准确性。

本发明通过下述技术方案来实现：配电变压器励磁涌流多特征综合辨识方法，其过程为：提取因故障电流导致合闸失败的实时录波信号，通过改进prony算法对所提取的实时录波信号进行处理，提取基波衰减因子和二次谐波含量，比较基波衰减因子、二次谐波含量与各自整定值大小，基波衰减因子、二次谐波含量任意一个大于整定值时，断路器识别为励磁涌流，不进行跳闸，若两者均不满足，且电流超过系统整定值，则判定为短路电流，断路器动作。

进一步优选，通过改进prony算法对所提取的实时录波信号进行处理，提取基波衰减因子的过程如下：

由实时录波信号构建一个阶数为M的极点、零点的Z变换滤波器模型：其中，

（10）

将上式化为：

（11）

式中，H(z)为传递函数，B(z)为输入函数，A(z)为输出函数，z为进行Z变换后自变量，m为阶数，b_0,b₁,…，b_m、a₁,…，a_m分别为滤波器参数

其中，H(z)为长度为N+1的输入的实时录波信号的特普利茨形式，因此，构建矩阵方程式为：

（12）