差动保护是变压器内部故障的主保护，与线路差动和发电机差动保护不同，变压器各侧的电压等级不一致，使得变压器各侧TA在容量、变比、铁心结构和传变特性等方面均存在较大差异，会对差动保护性能带来负面影响。尤其是在变压器外部故障情况下由于某侧TA饱和会产生大量
不平衡电流，表现出内部故障的特征，如果不采取任何措施，差动保护必然误动。“时差法”通过检测故障发生时刻和差流出现时刻是否同步来判别区内区外故障，其在数字式保护中得到了广泛应用。应用“时差法”的技术关键是准确定位故障发生时刻和差流出现时刻，但当区外发生严重故障，TA在1/4周波内饱和，此时故障发生和差流出现的时差很微小，如果定位出现微小偏差，就不能保证“时差法”做出准确识别。针对“时差法”存在的上述不足，本文提出了一种利用数学形态学提取电流波形特征，防止区外故障TA饱和造成变压器差动保护误动的新方法。该方法仅需要检测故障发生时刻，不需要对差流出现时刻准确定位，通过对故障后的一小段差流波形进行适当的对称变换，构造出新的电流波形，然后利用数学形态梯度进行处理，提取出电流波形特征。在此基础上，本文设计并采用了一种三面积比较的方法，从而实现在TA饱和情况下，对差动保护区内区外故障的准确识别。该方法提供了“时差法”的另一种实现思路，其特点是快速可靠，计算简单，EMTP仿真实验验证了该方法的可行性和有效性，同时本文所提出的方法也适用于母差保护。
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