Адрес для переписки:Романюк Федор Алексеевич –Белорусский национальный технический университет,пр-т Независимости, 65/2,220013, г. Минск, Республика Беларусь.Тел.: +375 17 331-00-51faromanuk@bntu.by
Address for correspondence:Romaniuk Fiodar A.–Belаrusian National Technical University,65/2, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 17 331-00-51faromanuk@bntu.by
г. Минск
Minsk
г. Минск
Minsk
г. Минск
Minsk
В микропроцессорных защитах электроэнергетических систем определение контролируемых информационных параметров входных сигналов осуществляется с использованием их ортогональных составляющих. Для формирования указанных составляющих наиболее широко применяются цифровые фильтры Фурье, которые обладают инерционностью. Вследствие этого переходные режимы формирования ортогональных составляющих сопровождаются появлением динамической погрешности. Она состоит из динамических амплитудной и фазовой погрешностей, которые могут существенно влиять на функционирование соответствующих измерительных органов и создавать возможность для их излишних срабатываний при внешних коротких замыканиях и замедления срабатывания при внутренних коротких замыканиях. Снижение влияния указанных факторов на поведение измерительных органов обеспечивается использованием для выделения ортогональных составляющих быстродействующих формирователей, а также посредством компенсации динамической фазовой погрешности. Предлагаемый метод основывается на получении ортогональных составляющих Фурье с последующим определением по их выборкам расчетных составляющих, которые совпадают или сдвинуты по фазе относительно первых соответственно в установившемся и переходном режимах. По выборкам расчетных ортогональных составляющих и составляющих Фурье вычисляются результирующие ортогональные составляющие с минимальными динамическими фазовыми погрешностями. Оценка эффективности предложенного решения выполнялась методом вычислительного эксперимента с помощью цифровой модели, реализованной в среде динамического моделирования MATLAB-Simulink. При этом в качестве тестовых воздействий использовались как синусоидальные входные сигналы, так и сложные с содержанием апериодической составляющей и высших гармоник. В результате исследований установлено, что предлагаемый метод компенсации динамической фазовой погрешности при формировании ортогональных составляющих является работоспособным и эффективным как при синусоидальном, так и при сложном входных сигналах. Разработанный метод компенсации обеспечивает снижение динамической фазовой погрешности цифровых фильтров Фурье в три-четыре раза.
In microprocessor protections of electric power systems, the controlled information parameters of input signals are determined using their orthogonal components. To form these components, digital Fourier filters which have inertia are most widely used. As a result, transient modes of orthogonal components formation are accompanied by the appearance of a dynamic error. It consists of dynamic amplitude and phase errors, which can significantly affect the functioning of the corresponding measuring elements and cause the possibility of their excessive triggering during external short circuits and slowing down the triggering during internal short circuits. The reduction of the influence of these factors on the behavior of measuring elements is ensured by the use of high-speed shapers to isolate orthogonal components, as well as by compensating for dynamic phase error. The proposed method of forming orthogonal components of a signal with compensation for dynamic phase error is based on obtaining orthogonal Fourier components, followed by determining from their samples the calculated components that coincide or are shifted in phase relative to the orthogonal Fourier components, respectively, in steady-state and transient modes. The resulting orthogonal components with minimal dynamic phase errors are calculated in accordance with samples of calculated orthogonal components and Fourier components. The efficiency of the proposed solution was evaluated by a computational experiment using a digital model implemented in the MATLAB-Simulink dynamic modeling environment. At the same time, both sinusoidal input signals and complex ones with an aperiodic component and higher harmonics were used as test actions. As a result of the studies carried out, it has been found that the proposed method of compensation for dynamic phase error in the formation of orthogonal components is workable and effective for both sinusoidal and complex input signals. The developed compensation method reduces the dynamic phase error of digital Fourier filters by three to four times.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.