压器发生区内故障时，差电流中二次谐波含量则远远小于发生涌流情况。根据该特点，可通过计算差电流中二次谐波所占比例与基波相比来判断变压器是否发生内部故障。二次谐波制动法具有原理简明且易于微机继电保护实现等优点，在变压器保护中得到了广泛应用，该方案优势在于能够正确地区分变压器励磁涌流与内部故障情况，而其局限性主要体现为对于空载合闸于存在绕组组间短路变压器，由于其中各相电流中既存在故障电流又有励磁涌流，所以将使得差动保护在二次谐波制动原理作用下长时间处于闭锁状态并且由于受变压器合闸初相角铁芯剩磁大小和方向变压器本身结构参数等因素影响，二次谐波制动原理制动门槛值很难确定同时，在现代电力变压器中,新结构和新工艺使用，降低了变压器铁芯材料磁饱和点，使励磁涌流中二次谐波含量也在降低，导致在励磁涌流二次谐波含量太少情况下，造成基于二次谐波制动原理保护可能出现误动，其可靠性受到考验。万方数据三峡大学硕士学位论文目录引言绪论课题背景及研究意义国内外研究现状分析本文主要内容励磁涌流成因及其特征单相变压器励磁涌流产生机理与特征分析三相变压器励磁涌流机理与特征分析变压器纵差动保护基本原理本章小结数学形态学分析方法数学形态学在电力信号滤波中基本理论数学形态学在电力系统信号处理领域应用结构元素选取原则本章小结变压器励磁涌流识别数学形态学方法引言开和闭运算遗传性数学形态学自不变性快速识别励磁涌流新原理新原理具体实现方法仿真分析合闸角剩磁饱和非周期分量及频率变动影响各种情况值及分析本章小结结论与展望结论展望参考文献致谢附录Ⅰ攻读硕士学位期间发表部分学术论著万方数据三峡大学硕士学位论文引言变压器是电力系统中重要电气设备，是基于电磁感应原理种静止电器，用于将低电压变成高电压或将高电压变成低电压，或用来隔离交流电源，如果变压器由于故障造成损坏，检修难度大，检修周期长，不但将对供电可靠性和系统安全运行带来严重影响，同时大容量电力变压器也是十分贵重设备，甚至会造成不可估量经济损失和社会影响。在电力变压器保护方案中,纵差动保护直是必不可少主保护之,保障了变压器稳定安全运行。但是与应用于输电线路等差动保护正确动作率相比,变压器纵差动保护正确动作率长期偏低,个主要原因是变压器励磁涌流所导致差动保护误动作。为攻克上述难题，继电保护研究人员提出了很多励磁涌流识别判据，并取得了显著成效。数学形态学是门建立在集论基础之上学科，它是几何形态分析和描述有力工具，多年前就开始被应用于维信号处理，并且已逐步应用到电力系统研究中来。由于形态学变换是种非线性变换，相比于傅立叶算法和小波变换理论，形态学变换完全在时域中进行，基本运算比较简单，易于硬件实现，非常适合提取电力系统暂态信号畸变特征。本文运用数学形态学性质有效地识别励磁涌流，防止其导致差动保护误动作。万方数据三峡大学硕士学位论文绪论课题背景及研究意义“经济要发展，电力要先行”，我国高速发展市场经济，定要有强大电力工业作为后盾。近两年全国用电紧张，每年都有新建变电站投入运行。在系统容量不断扩大同时，大容量电力变压器在系统中应用也越来越多。作为电力系统重要主设备之，变压器在系统中发挥着特殊作用，即联系不同电压等级系统，是功率传送中间桥梁，它对电能可靠运输灵活分配和安全使用具有极其重要意义。近十多年来，随着超高压电力系统发展，大容量变压器逐步大量地投入电网，其安全运行与否，将直接关系到整个电力系统能否连续可靠和稳定地工作。在这种情况下，变压器作用显得更为突出，方面变压器安全运行与电力系统可靠性运行密切相关，若发生事故停运，与之相连输电线路无法正常工作，造成区域性停电重者有可能使整个变电站断电，影响系统功率平衡，造成系统失稳或解列，引起大面积停电,而且将极大影响工农业生产和人民正常生活，甚至会危及人身和设备安全。另外变压器本身造价昂贵，结构复杂，旦发生事故，其检修难度大，检修时间长，给社会和经济造成严重损失。由此可见变压器保护在继电保护领域中同样占有着重要地位，要求变压器保护要具有动作速度快高可靠性和高灵敏性性能，以便尽快发现变压器故障并将其切除，从而避免变压器损坏以及事故进步扩大。目前，正在进行大区域联网和西电东送，为了保证系统和变压器安全运行，减少事故损失，大型变压器继电保护更应该注意满足“四性”要求高灵敏性变压器保护应灵敏动作于变压器匝间短路故障，同时应灵敏动作于内部高阻抗接地故障。速动性对于连接在超高压远距离输电线路上变压器，当发生内部故障时，可能会产生谐波电流，导致谐波制动差动保护延时动作，需要采取有效加速措施或寻求鉴别励磁涌流新原理和新方法。高可靠性变压器保护在变压器发生内部故障时应可靠动作，而在发生外部故障时不应误动。选择性在变压器发生故障时，变压器保护应仅将故障变压器从系统中切除，而系统中无故障部分仍能继续安全运行。变压器保护种类繁多,在众多种类变压器保护中，纵联差动保护能较好地满足万方数据三峡大学硕士学位论文选择性，速动性，灵敏性和可靠性这四项要求，它是变压器主保护之。在我国，对容量超过变压器要求装设纵差保护对高压侧电压在及以上电压等级电力变压器，往往要求装设两套不同原理纵差保护。纵差保护在系统中运行表现也不乐观。其中，大部分研究成果与纵差保护个环节有关。纵联差动保护由差动速断比率制动励磁涌流检测过励磁等几个环节构成，励磁涌流检测环节用于识别励磁涌流与故障电流。励磁涌流是由于变压器铁芯饱和造成，区别励磁涌流和故障电流是个热点问题。然而用于识别励磁涌流方法不十分准确。目前研究方法，不管是基于模型识别，还是基于波形特征识别，在正确性上都有待进步改进。通常识别涌流需要较长时间，因此该环节极大地制约了变压器差动保护动作速度，对该环节改善将有助于加快保护动作速度。实际应用中,也非常强调改善励磁涌流识别环节，如有关规程规定及以上电压等级电力变压器要配置双原理差动保护，而这双原理指就是识别涌流方法要不同。因此，要提高变压器保护正确动作率，其当务之急是发现新保护原理和准确识别励磁涌流新方法。国内外研究现状分析差动保护作为电力变压器主保护之，是建立在严格基尔霍夫电流定律基础上。差动保护在发电机和线路上应用较为成功，而作为变压器内部故障主保护，差动保护在原理及现场实际应用中，均存在些问题。与传统线路上差动保护有所不同，由于变压器二次绕组之间不存在直接电气联系，而是根据稳态运行时磁路平衡关系将其原副边电气量联系起来。目前变压器差动保护在应用过程中主要存在如何防止励磁涌流造成变压器差动保护误动作。针对这个问题，近几年国内外已有许多专家学者进行了大量研究工作，并取得了诸多成果。目前工程上大多是根据励磁涌流与故障电流在波形特征上差异来进行励磁涌流识别，例如二次谐波制动，间断角原理，以及波形对称等方法。而随着变压器主保护后备保护体化方案认可和广泛采用，在变压器保护装置中引入电压量亦成为可能，综合电压电流两个状态变量来描述变压器运行状态，信息更具完备性，为更好地识别励磁涌流提供了新方法和途径。目前已提出此类方法主要有基于变压器回路方程基于磁通特性基于励磁阻抗变化和等效瞬时电感变化等方法。万方数据三峡大学硕士学位论文二次谐波制动原理研究表明由于铁芯饱和等因素影响，变压器励磁涌流中含有较大二次谐波分量，而当变压器发生区内故障时，差电流中二次谐波含量则远远小于发生涌流情况。根据该特点，可通过计算差电流中二次谐波所占比例与基波相比来判断变压器是否发生内部故障。二次谐波制动法具有原理简明且易于微机继电保护实现等优点，在变压器保护中得到了广泛应用，该方案优势在于能够正确地区分变压器励磁涌流与内部故障情况，而其局限性主要体现为对于空载合闸于存在绕组组间短路变压器，由于其中各相电流中既存在故障电流又有励磁涌流，所以将使得差动保护在二次谐波制动原理作用下长时间处于闭锁状态并且由于受变压器合闸初相角铁芯剩磁大小和方向变压器本身结构参数等因素影响，二次谐波制动原理制动门槛值很难确定同时，在现代电力变压器中,新结构和新工艺使用，降低了变压器铁芯材料磁饱和点，使励磁涌流中二次谐波含量也在降低，导致在励磁涌流二次谐波含量太少情况下，造成基于二次谐波制动原理保护可能出现误动，其可靠性受到考验。褚云龙,张保会,郝治国新技术手段在变压器差动保护励磁涌流识别中应用研究现状电力自动化设备袁宇波,陆于平,李澄,许扬基于附加相位判别自适应二次谐波励磁涌流制动方案研究中国电机工程学报乌云高娃变压器励磁涌流分析与控制研究武汉武汉大学,邓祥力大型变压器保护新原理研究和装置研制武汉华中科技大学,王维俭,侯炳蕴大型机继电保护理论基础北京水利电力出版社,乔静宇主编,东北电业管理局编电力工程电工手册第分册北京市水利电力出版社,符杨,蓝之达,陈珩计及铁心动态磁化特性三相变压器励磁涌流仿真研究变压器王广延,吕继绍电力系统继电保护原理与运行分析下北京市水利电力出版社邹力数学形态学在电力系统继电保护中应用研究武汉华中科技大学,万方数据三峡大学硕士学位论文郭跃霞数学形态学在电力系统中应用研究吉林东北电力大学杨明玉,王世旭,张举基于数学形态学梯度快速选相方案电网技术马静,王增平自适应加权形态梯度在变压器保护中应用电力系统自动化李肖博,肖仕武,刘万顺,郑涛基于形态滤波变压器电流相关保护方案中国电机工程学报全玉生,李学鹏,杨俊伟,马彦伟,李静数学形态学算子在电力系统突变信号检测中应用电力自动化设备王璞数学形态学在电力系统继电保护中应用研究西安西安工程大学束洪春,王晶,陈学允动态电能质量扰动多刻度形态学分析中国电机工程学报赵青春数学形态学及其在电力系统中应用研究武汉华中科技大学,尹文琴,刘前进数学形态学在电力系统中应用综述继电器刘姝数学形态学在信号处理方面应用研究大连大连理工大学,赵昭,刘利林,张承学,李海涛,汪建敏形态学滤波器结构元素选取原则研究与分析电力系统保护与控制万方数据三峡大学硕士学位论文张黄群,于盛林,白银刚形态学图像去噪中结构元素选取原则数据采集与处理,罗伟强基于改进数学形态学快速识别励磁涌流方法研究保定华北电力大学河北,叶民电流互感器饱和特性及对继电保护影响研究重庆重庆大学,刘昭电子式电流互感器特性及应用研究北京华北电力大学,徐大可,赵建宁,张爱祥,鉴庆之,黄德祥,孙志杰电子式互感器在数字化变电站中应用高电压技术秦华,游大海基于变压器差动保护仿真与分析变压器杜必强,唐贵基,石俊杰旋转机械振动信号形态滤波器设计与分析振动与冲击万方数据三峡大学硕士学位论文致谢回首求学历程,多少酸甜苦辣涌上心头,但无论苦甜,读硕士过程磨练了我意志,丰富了我生活,扩展视域,这将成为我人生中笔宝贵财富和永远值得回味经历。在硕士论文完成之际，作者首先要衷心地感谢导师袁兆强教授悉心指导和深切关怀。在研究生学习期间，从论文选题研究和撰写，自始至终都凝聚着老师大量心血。袁老师渊博知识对学科方向深邃见解使作者能在研究过程中始终把握正确方向，并