一种基于HHT的CT饱和检测方法

摘要

本发明公开了一种基于HHT的CT饱和检测方法，通过采集变压器两侧差动电流信号，并依次经过EMD分解、Hilbert变换得到瞬时频率时频谱、Hilbert谱与Hilbert边际谱，分别根据以上三种频谱完成变压器区外饱和故障与CT饱和度的检测，进而实现CT饱和情况下差动保护的速动和可靠性动作；作为CT饱和检测方法的一种优选改进，将瞬时频率判据、Hilbert谱判据与Hilbert边际谱判据以“与”、“或”进行形式组合，当一种判断结果出现失误时，另一种能正确判断，提高了差动保护的可靠性，并且充分考虑CT饱和与不饱和两种情况下变压器区外故障电流、区内故障电流以及转换性故障电流等多种情况，具有功能更强、效率更高以及可靠性更高等优点。

主权项

一种基于HHT的CT饱和检测方法，其特征在于包括如下步骤：a、采集变压器两侧差动电流信号，经过EMD分解后得到若干个满足IMF条件的本征模态函数，即IMF分量；b、对上述IMF分量进行Hilbert变换,求出瞬时频率，得到Hilbert谱及Hilbert边际谱，具体过程如下：将IMF分量记为X(t)，对其进行Hilbert变换Y(t)为：$Y\left(t\right)=\frac{1}{\pi }{\int }_{-\infty }^{+\infty }\frac{X\left(\tau \right)}{t-\tau }\mathrm{d\tau }---\left(1\right)$则X(t)的解析信号Z(t)为Z(t)＝X(t)+jY(t)＝a(t)e^jθ(t)                                             (2)式中为瞬时幅值，θ(t)＝arctan(Y(t)/X(t))为相位，根据相位值θ(t)进一步可以求出瞬时频率：ω(t)＝d(θ(t))/dt                                                       (3)由式(3)能够明确地表达瞬时频率的振幅和相位,进而反映出数据的瞬时性；根据式(3)进一步可以得出：$f\left(t\right)=\frac{1}{2\pi }\omega \left(t\right)=\frac{1}{2\pi }\times \frac{d\left(\theta \left(t\right)\right)}{\mathrm{dt}}---\left(4\right)$这样可以得到：$X\left(t\right)=\mathrm{RP}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_i\left(t\right)e^{j{\theta }_i\left(t\right)}=\mathrm{RP}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_i\left(t\right)e^{j\int {\omega }_i\mathrm{dt}}---\left(5\right)$上面展开式称为Hilbert谱，记作：$H(\omega ,t)=\mathrm{RP}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{a}_i\left(t\right)e^{j\int {\omega }_i\mathrm{dt}}---\left(6\right)$再定义边际谱：$h\left(\omega \right)={\int }_0^{T}H(\omega ,t)\mathrm{dt}---\left(7\right)$式(7)中，T为信号的长度，由此可见，边际谱表征的是[0，T]时间内各个频率成分能量的累积和，H(ω,t)能够精确描述信号的幅值在整个频率段上随时间和频率的变换规律，而h(ω)则反映出信号的幅值在整个频率段上随频率的变化情况；其中，利用瞬时频率时频谱，鉴别CT饱和发生时刻，进而识别变压器区外饱和故障，当发生区外故障引起CT饱和时，输出结果“0”，当发生区内故障时，输出结果“1”，并启动差动保护；根据Hilbert谱所反映的瞬时频率波动情况，识别区外饱和故障，检测CT是否发生饱和，当检测到CT发生饱和时，输出结果“0”，当未检测到CT发生饱和时，输出结果“1”；通过Hilbert对时间积分得到的Hilbert边际谱，识别区外饱和故障，检测CT是否发生饱和，当检测到CT发生饱和时，输出结果“0”，当未检测到CT发生饱和时，输出结果“1”；c、先将Hilbert谱判断的结果与Hilbert边际谱判断的结果进行或运算，再将经过或运算后的结果与瞬时频率时频谱判断的结果进行与运算，然后根据与运算后的结果判断是否启动差动保护：当经过与运算后的结果为“0”，闭锁差动保护，当经过与运算之后的结果为“1”，启动差动保护。