變壓器暫態(tài)仿真模型及基于支持向量機的變壓器保護(hù)原理研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對電力的需求日益增加，同時要求電力系統(tǒng)的容量不斷增加。大容量的電力變壓器被廣泛采用，對電力變壓器保護(hù)快速性和可靠性提出新的要求。目前，作為電力變壓器主保護(hù)的差動保護(hù)在識別勵磁涌流和內(nèi)部故障時準(zhǔn)確率較低，這個問題多年來不斷的困擾著電力變壓器保護(hù)的研究工作者，也是目前電力系統(tǒng)科研的前沿性課題。解決這一問題首先我們應(yīng)該進(jìn)一步深入認(rèn)識變壓器內(nèi)部故障機理，并建立變壓器內(nèi)部故障精確的暫態(tài)仿真模型，這是提高變壓器保護(hù)性能的必要

2、條件?；趦?nèi)部故障模型獲取準(zhǔn)確的特征參數(shù)，才能使新的變壓器保護(hù)原理的提出成為可能。 本文基于電磁感應(yīng)理論建立了新的變壓器勵磁涌流和內(nèi)部故障仿真模型，同時利用新興的支持向量機學(xué)習(xí)算法制定了識別勵磁涌流和內(nèi)部故障電流的新方案。本文從以下幾方面進(jìn)行論述： l、本文首先主要明確了開展本課題研究工作的目的和實用意義，分析了變壓器磁化曲線模型、正常變壓器模型、變壓器內(nèi)部故障模型、變壓器保護(hù)方案等國內(nèi)外相關(guān)方面的研究工作，并作以總結(jié)，

3、同時提出了本論文的研究內(nèi)容。 2、本文對統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的基本概念和定理給予簡要闡述，其中包括機器學(xué)習(xí)問題表示，經(jīng)驗風(fēng)險最小化，復(fù)雜性及推廣能力，一致性條件和關(guān)鍵定理，vC維，推廣性的界，結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化，核函數(shù)等，為后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 3、變壓器暫態(tài)仿真的準(zhǔn)確與否，磁化曲線的建模是至關(guān)重要的。本文在對現(xiàn)有鐵磁材料磁化曲線擬合方法研究的基礎(chǔ)上，提出基于支持向量機的磁化曲線擬合方法。其主要思想就是將磁化曲線的每一部分都是用

4、一個函數(shù)來表示的，通過試驗數(shù)據(jù)并使用支持向量機尋找決策函數(shù)，得到完整的磁化曲線模型。利用仿真試驗證明了此方法的有效性。 4、勵磁涌流的仿真是開展變壓器差動保護(hù)研究的基礎(chǔ)。本文在認(rèn)真分析了前人的勵磁涌流的仿真研究成果基礎(chǔ)上，提出變權(quán)重的勵磁涌流仿真方法。其主要思想為依據(jù)極限磁滯回環(huán)與局部磁滯回環(huán)具有分形特征這一特點，在進(jìn)行了勵磁涌流仿真時，改變壓縮權(quán)重。仿真試驗證明此方法的有效性。 5、目前變壓器內(nèi)部故障研究還處于初級階段

5、，本文在對變壓器內(nèi)部故障機理分析研究的基礎(chǔ)上，提出基于磁路的單相變壓器、三相三柱變壓器和三相五柱變壓器內(nèi)部故障短路暫態(tài)仿真模型。模型充分考慮了變壓器的鐵心磁路磁通、變壓器接線、系統(tǒng)接地、渦流效應(yīng)、磁滯效應(yīng)、漏磁通等因素。并建立了變壓器匝間和匝地故障模型的統(tǒng)一。 6、本文綜合分析變壓器勵磁涌流和內(nèi)部故障短路電流的各種特征，提取了電流互感器二次側(cè)電流的二次諧波含量和間斷角特征，利用支持向量機的多特征的綜合分類能力建立勵磁涌流和內(nèi)部匝