变压器励磁涌流的仿真及改进模糊Petri网识别方法研究
发布时间：2020-06-19 09:08
【摘要】：在变压器差动保护中,如何准确、快速的识别励磁涌流对于提高变压器的正确动作率具有十分重要的意义,因此,本文提出一种基于改进模糊Petri网的变压器励磁涌流识别方法。结合变压器励磁涌流的产生机理及其暂态过程对单相变压器和三相变压器的仿真模型进行深入研究,分别对励磁涌流和内部故障电流进行了仿真。并对励磁涌流和内部故障电流的波形进行归纳总结,得出两者之间的差异。根据励磁涌流和内部故障电流的特征以及对现有励磁涌流识别方法的对比分析,选用基于EMD-SVD的特征量提取法、小波包分解法和谐波分析法相结合的方法进行特征量的提取,并将三种方法得到的奇异谱熵、小波能量及谐波分量特征值进行整合作为改进模糊Petri网励磁涌流识别的输入特征向量,使其具有更加稳定的特征表现能力。将模糊Petri网引入到变压器励磁涌流的识别中,并针对参数依赖经验值的缺陷,使用BP神经网络的误差反向递推原理对权值、阈值和可信度的参数进行优化,将最终收敛值作为建立模糊Petri网的参数值,从而构建起基于改进模糊Petri网的励磁涌流识别方法。为了验证改进模糊Petri网的优越性,设置五组对照组,在相同的条件下对同一样本进行仿真实验验证,并对样本的实际输出值与期望值的逼近效果和误差分布进行了综合分析。仿真实验表明,本文采用的励磁涌流特征向量提取方法特征稳定且具有较高的区分度,改进的模糊Petri网的识别准确度较高,能够有效的识别励磁涌流,提高内部故障电流的识别正确率。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM407
【图文】：
变压器励磁涌流和内部故障电流特性仿真逡逑ＦＦＴ模块分析单相变压器励磁涌流的谐波成分和直流分量的大小，励磁涌流及逡逑各次谐波的仿真波形如图２．４所示。逡逑励磁涌流逦各次谐波逡逑７ｎ邋－Ｊ１逦逦邋逦逦逦逦ｊ逦”ｒ邋？烟逦—逡逑６．０邋－逦一Ｈ｜逦逦１逦逦１逦２．００邋￣逦一逡逑５０逦ｌ｜Ｌ｜逦逦逦ｊ逦逦１．７５逦Ｈｒ逦逦逡逑Ｈ邋｛言邋ｎ邋：逦１－２５逦逦——－４－逦—逡逑彡邋ｔｏｎ—邋ｎｒｒｎｆｒ７￣Ｔ邋ｉ00－－ｒＨａ；—逡逑＝逦２．０逦—ｆｒｉ逦批邋ｈｆｆ＊＊邋ｔ邋ｒｔｉ．．ＴＴｈＴＴＴｉ逦ｎ７＊＾逦ｉ＿Ｉｋｌｌｂｗ逦逦逡逑ｇｇ—逡逑＿１．0Ｊ逦逦逦逦Ｊ逦ｉ———＾逦Ｊ逦00Ｑ邋Ｊ逦一．逡逑Ｖｓ邋０．００—０１０—０２０—ｏＳ逦０４０—０５０逦０．００—ＯＩＯ—Ｓ—Ｓ—０４０—０５０逡逑图２．４单相变压器励磁涌流波形及各次谐波逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ邋ｉｎｒｕｓｈ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｗａｖｅｆｏｒｍ邋ａｎｄ邋ｈａｎｎｏｎｉｃｓ邋ｏｆ邋ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ逡逑从图２．４的仿真结果可以看出，其波形特征与２．１．２节中所描述的单相励磁逡逑涌流的波形特征相符合。逡逑２．２．２．２三相变压器的建模与仿真逡逑采用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ建立三相变压器空载合闸励磁涌流仿真模型，如图逡逑２．５所示。逡逑ｒ（Ｓｙ＾＾ｍ逦逦＾——．ｌｇ｜ＢＲ＞ｇｇ＿邋
—０５０逡逑图２．７空载合闸后三相变压器励磁涌流和各次谐波逡逑Ｆｉｇ．邋２．７邋Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ邋ｉｎｒｕｓｈ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ａｎｄ邋ｈａｒｍｏｎｉｃｓ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ逡逑２．３励磁涌流波形影响因素分析逡逑通过对变压器仿真模型搭建及仿真波形可以直观的观察出励磁涌流信号的逡逑特点，但变压器运行中仍存在一些不确定因素对励磁涌流信号产生影响，接下逡逑来对变压器的合闸初相角ａ、铁心剩磁少，．以及系统电阻的影响因素进行分析。逡逑２．３．１电源合闸初相角对励磁涌流的影响逡逑研究表明，励磁涌流的波形会随着电源合闸初相角的不同而发生改变，图逡逑２．８为一个周期内合闸初相角ａ为０°，邋９０°，１２０°，邋１８０°时的电流波形图。逡逑励磁＊流．．逦励磁涌流．逡逑７0邋■］！逦—＿＾逦—Ｔ＾Ｊ逦０Ｑ２Ｑ０逦…邋＇…．逡逑－１．０Ｊ逦逦－０．０１５０」逡逑Ｖｓ邋ｏ．ｏｏ￣￣ａｉｏ逦ａＳ￣0３0￣0４0￣ａｓｏ逦Ｖｓ逦ｏ．ｏｏ￣￣ａｉｏ逦０２０￣0３0逦0４0逦ａｓｏ逡逑（ａ）邋ａ邋＝邋０°逦（ｂ）邋ａ邋＝邋９０°逡逑＿逦励磁涌流邋＿＿＿＿＿逦励磁涌流逡逑■ｎ逦１0邋－ｊｉ邋＿＿＿＿＿＿＿逡逑ｉ邋ｓ三ｉ逡逑－１．５０－逦－５．０逦逦邋Ｈ逦１逦｜n佩义希保福埃簦澹欤欤澹掊澹蓿椋
本文编号：2720583
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM407
【图文】：
变压器励磁涌流和内部故障电流特性仿真逡逑ＦＦＴ模块分析单相变压器励磁涌流的谐波成分和直流分量的大小，励磁涌流及逡逑各次谐波的仿真波形如图２．４所示。逡逑励磁涌流逦各次谐波逡逑７ｎ邋－Ｊ１逦逦邋逦逦逦逦ｊ逦”ｒ邋？烟逦—逡逑６．０邋－逦一Ｈ｜逦逦１逦逦１逦２．００邋￣逦一逡逑５０逦ｌ｜Ｌ｜逦逦逦ｊ逦逦１．７５逦Ｈｒ逦逦逡逑Ｈ邋｛言邋ｎ邋：逦１－２５逦逦——－４－逦—逡逑彡邋ｔｏｎ—邋ｎｒｒｎｆｒ７￣Ｔ邋ｉ00－－ｒＨａ；—逡逑＝逦２．０逦—ｆｒｉ逦批邋ｈｆｆ＊＊邋ｔ邋ｒｔｉ．．ＴＴｈＴＴＴｉ逦ｎ７＊＾逦ｉ＿Ｉｋｌｌｂｗ逦逦逡逑ｇｇ—逡逑＿１．0Ｊ逦逦逦逦Ｊ逦ｉ———＾逦Ｊ逦00Ｑ邋Ｊ逦一．逡逑Ｖｓ邋０．００—０１０—０２０—ｏＳ逦０４０—０５０逦０．００—ＯＩＯ—Ｓ—Ｓ—０４０—０５０逡逑图２．４单相变压器励磁涌流波形及各次谐波逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ邋ｉｎｒｕｓｈ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｗａｖｅｆｏｒｍ邋ａｎｄ邋ｈａｎｎｏｎｉｃｓ邋ｏｆ邋ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ邋ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ逡逑从图２．４的仿真结果可以看出，其波形特征与２．１．２节中所描述的单相励磁逡逑涌流的波形特征相符合。逡逑２．２．２．２三相变压器的建模与仿真逡逑采用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ建立三相变压器空载合闸励磁涌流仿真模型，如图逡逑２．５所示。逡逑ｒ（Ｓｙ＾＾ｍ逦逦＾——．ｌｇ｜ＢＲ＞ｇｇ＿邋
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