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研究生: 蕭傑駿
Chieh-Chun Hsiao
論文名稱: 運用機器學習於變壓器異常電流類型之辨識
Classification of Transformer Abnormal Current Types Using Machine Learning
指導教授: 郭政謙
Cheng-Chien Kuo
口試委員: 張宏展
Hong-Chan Chang
陳鴻誠
Hung-Cheng Chen
張建國
Chien-Kuo Chang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 變壓器機器學習湧入電流離散小波轉換
外文關鍵詞: Transformer, Machine Learning, Inrush Current, Discrete Wavelet Transform
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  • 本論文運用機器學習辨識變壓器異常電流類型。當變壓器空載投入系統或外部故障清除後電壓恢復時,因為殘餘磁通導致鐵心的飽和且可能造成一暫態電磁湧入電流,但跟變壓器發生外部故障時的故障電流不同,所以如何辨識異常電流類型,並避免保護電驛誤動作是相當重要的。湧入電流及故障電流擁有不同的特徵,將這些特徵當作類神經網路的輸入資料,類神經網路處理單元的轉移函數採用正切對數雙彎曲函數,並以多層前授型網路為架構,以辨識變壓器異常電流類型。
    本論文利用Matlab Simulink來模擬變壓器湧入電流和變壓器發生外部故障的狀況,將模擬後的電流透過離散小波轉換擷取訊號中重要的資訊,再透過計算其統計特徵值當作類神經網路的輸入資料,透過類神經網路的學習與回想,最後可辨識變壓器的異常電流類型。本文所提出的方法確實可行,且辨識結果有不錯的準確度。


    This thesis using machine learning to classify the abnormal current types of transformer. When the transformer connect to the power system or when the external faults is cleared, the residual magnetic flux cause the transformer core to saturate and may cause a transient electromagnetic inrush current. The inrush current is different from the external faults current, so how to classify the abnormal current types, and prevent the protection relay to malfunctioning is important. Inrush current and external faults current have different characteristics, and these characteristics are regarded as input data of neural network. The transfer function of neural network processing unit adopts tangent hyperbolic function, and is structured by the multi-layer feedforward network. In order to classify the abnormal current types of the transformer.
    This thesis using Matlab Simulink to simulate the inrush current and the external faults of the transformer. The simulated currents using discrete wavelet transform to capture the important data of the signals, and then the statistical features are calculated as the input data of neural network. After the neural network learning and recalling. Finally it can classify the abnormal current types of the transformer. The method proposed in this thesis is feasible, and the classification results have good accuracy.

    中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法 3 1.4 章節概述 4 第二章 變壓器電磁湧入電流 6 2.1 前言 6 2.2 變壓器概述 6 2.2.1 變壓器的型式與結構 7 2.2.2 變壓器的等效電路 8 2.3 電磁湧入電流 9 2.4 飽和磁滯特性曲線 13 第三章 訊號分析及離散小波轉換 16 3.1 前言 16 3.2 傅立葉轉換 17 3.2.1 傅立葉轉換定義 17 3.2.2 傅立葉轉換性質 18 3.3 短時距傅立葉轉換 19 3.4 小波轉換 21 3.4.1 小波函數 21 3.4.2 連續小波轉換 24 3.4.3 連續小波轉換的小波函數 26 3.5 離散小波轉換 28 3.5.1 離散小波轉換定義 28 3.5.2 離散小波轉換的小波函數 31 第四章 類神經網路 34 4.1 前言 34 4.2 生物神經元模型 35 4.3 人工神經元模型 36 4.4 類神經網路基本架構 40 4.5 類神經網路的運作過程和學習規則 43 4.6 倒傳遞類神經網路 49 4.6.1 倒傳遞類神經網路架構 49 4.6.2 倒傳遞類神經網路學習演算法 50 第五章 模擬結果 56 5.1 前言 56 5.2 湧入電流及外部故障電流的統計特徵萃取 56 5.2.1 統計特徵介紹 56 5.2.2 變壓器湧入電流模擬 59 5.2.3 湧入電流統計特徵萃取 67 5.2.4 變壓器外部故障模擬 70 5.2.5 外部故障電流統計特徵萃取 76 5.3 倒傳遞類神經網路學習與回想 78 5.3.1 倒傳遞類神經網路架構 78 5.3.2 倒傳遞類神經網路學習與回想過程 79 5.4 模擬結果 80 第六章 結論與未來展望 90 6.1 結論 90 6.2 未來展望 91 參考文獻 92

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    無法下載圖示 全文公開日期 2024/06/17 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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