任艷

摘 要 利用小波變換提出了一種勵(lì)磁涌流分辨方式，不必測(cè)量二次諧波大小而通過(guò)波形分布進(jìn)行辨識(shí)，比間斷角原理的辨識(shí)方法效果更好?？梢詫?shí)現(xiàn)采樣頻率低，降低了硬件指標(biāo)高需求，避免了由于間斷角測(cè)量差值導(dǎo)致的保護(hù)誤判斷。

關(guān)鍵詞 二次諧波；小波變換；間斷角原理

中圖分類(lèi)號(hào) O2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）11-0105-02

目前，由于二次諧波制動(dòng)原理簡(jiǎn)單明了、實(shí)現(xiàn)方便，長(zhǎng)期以來(lái)，在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的變電站變壓器差動(dòng)保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用，并一直延續(xù)到了微機(jī)保護(hù)中，推動(dòng)了我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。但是，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，應(yīng)用于變壓器差動(dòng)保護(hù)的勵(lì)磁涌流的識(shí)別方法或多或少都出現(xiàn)了一些問(wèn)題，所以本文提出了一種基于小波變換模極大值原理的勵(lì)磁涌流鑒別方法，不需要對(duì)電流的二次諧波含量進(jìn)行測(cè)量；也不需要進(jìn)行精確的間斷角測(cè)量，優(yōu)于常規(guī)的間斷角原理。可以盡可能的以較少采樣點(diǎn)滿足鑒別勵(lì)磁涌流和內(nèi)部故障電流的需要，對(duì)實(shí)現(xiàn)算法的硬件要求有明顯降低，可以避免由于間斷角測(cè)量誤差而引起的保護(hù)誤判。

二次諧波的制動(dòng)原理在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的變電站差動(dòng)保護(hù)中應(yīng)用廣泛、簡(jiǎn)便實(shí)用，對(duì)國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的發(fā)展起到了推波助瀾的作用。然而，一直以來(lái)勵(lì)磁涌流的辨識(shí)方法在應(yīng)用到變壓器保護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，因此，本文提出了一種利用小波變換提出了一種勵(lì)磁涌流分辨方式，不必測(cè)量二次諧波大小而通過(guò)波形分布進(jìn)行辨識(shí)，比間斷角原理的辨識(shí)方法效果更好?？梢詫?shí)現(xiàn)采樣頻率低，降低了硬件指標(biāo)高需求，避免了由于間斷角測(cè)量差值導(dǎo)致的保護(hù)誤判斷。

1 小波變換理論

1.1 連續(xù)小波變換

定義：，函數(shù)定義為

（1）

將叫作小波基函數(shù)：

（2）

其中叫作尺度因子（伸縮因子），即平移因子。

1.2 離散小波變換

連續(xù)小波變換的概念及其公式適用性較低。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)只識(shí)別[1，0]表達(dá)，因此，要對(duì)連續(xù)小波變換采取離散處理，以適合與數(shù)字計(jì)算機(jī)的處理。

其中，，>0，m，k取整數(shù)。小波基函數(shù)為：

（3）

取值，，小波基函數(shù)簡(jiǎn)記為：

（4）

離散后的小波變換定義：

（5）

變量按照和進(jìn)采集，其中頻率足夠低。則算法公式為

（6）

梯形法的積分公式為

（7）

1.3 小波變換模極大值處理

小波變換之所以能夠替代傅里葉變換就是因?yàn)槠洳粌H能夠顯示信號(hào)頻域特性，同時(shí)在時(shí)域信號(hào)上也能辨別，例如脈沖信號(hào)、極大（?。┲迭c(diǎn)都是包含信號(hào)的真實(shí)值，傅里葉變換往?？紤]不到。

利用公式：

（8）

（9）

若記，即為在尺度因子s下的變換。于是有

（10）

（11）

應(yīng)用二進(jìn)小波變換的模極大值方大來(lái)檢測(cè)信號(hào)的突變點(diǎn)，使得在點(diǎn)達(dá)到局部最大值，即，并且要求局部極大在左鄰域或右鄰域是嚴(yán)格局部極大的，以避免當(dāng)恒為常數(shù)的情形。

若，有成立，則稱點(diǎn)為模極大值[10]。

2 勵(lì)磁涌流特征提取的模糊處理

對(duì)于小波變換峰值的識(shí)別采用如下規(guī)則，即

if，then是正峰；

if，then是負(fù)峰。

由于以上分析是在MATLAB仿真的情況下得出的，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的工作中會(huì)有各種各樣的干擾，所以提取模極大值要考慮小波變換波形的噪聲問(wèn)題與涌流波形特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)別。本文對(duì)小波變換模極大值的結(jié)果進(jìn)行以下兩條模糊規(guī)則的處理，判斷是否為有效模極大。

1）要想剔除小波變換中極小的波峰，把局部模極大與涌流波峰進(jìn)行對(duì)比。函數(shù)如圖1、圖2所示，是小波波峰對(duì)于局部模極大的隸屬度，是兩者比值，即，是小波波峰，是涌流極大。提出百分比低于0.1，即將占百分比大于0.2的，取。

2）通過(guò)第一步處理后，可以得一系列小波波峰，設(shè)定模糊曲線。

其中為同號(hào)兩小波變換峰值中間的值與兩峰值平均值的比值，即。如果比值小于0.4，

則。如果比值大于0.7，則。

利用前兩步的2條模糊規(guī)律進(jìn)行綜合判識(shí)。

（12）

假如相鄰模極大異號(hào)，則取。大量的仿真試驗(yàn)顯示，辨識(shí)的電流是勵(lì)磁涌流。

3 結(jié)論

針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的二次諧波閉鎖原理存在的問(wèn)題，提出了一種無(wú)需計(jì)算二次諧波含量及測(cè)量間斷角的新方法，即運(yùn)用小波變換模極大值原理進(jìn)行勵(lì)磁涌流的識(shí)別，并通過(guò)matlab仿真軟件驗(yàn)證該方法的可行性。

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