Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена реализация цифровых фильтров, используемых в измерительных органах тока микропроцессорных устройств релейной защиты. Приведены математические описания данных фильтров, а также программы для расчета их коэффициентов. Показано, что достоверно оценить функционирование цифровых фильтров можно только при входных воздействиях, приближенных по виду к реальным формам вторичного тока трансформатора тока, к которому подключена защита, использующая оцениваемый фильтр. Для этих целей в среде динамического моделирования MatLab–Simulink воспроизведена структурная модель энергосистемы и измерительного органа тока микропроцессорной (цифровой) защиты. Расчеты позволили установить, что при наличии в первичном сигнале тока экспоненциально затухающей апериодической составляющей магнитопровод трансформатора тока входит в насыщение даже при допустимой кратности первичного тока и номинальной вторичной нагрузке. Следствием этого являются искажение вторичного тока трансформатора тока и появление в нем высших гармоник, а также гармоник, не кратных основной. Сравнение реакций фильтров на указанные воздействия позволило выявить такие реализации фильтров, которые дают возможность определять амплитуду входного сигнала с наименьшими погрешностями. Предложены пути повышения качества фильтрации, связанные с применением оконных функций. Так, совместное использование цифровых фильтров и окна Хэмминга позволяет достичь близкого к нулю значения коэффициента усиления амплитуды сигнала в области высоких частот и практически подавить все спектральные составляющие, начиная с частоты 100 Гц. Происходящее при этом увеличение времени установления амплитуды сигнала может быть уменьшено за счет выбора наиболее оптимальных параметров всех элементов измерительного органа тока микропроцессорной защиты

Об авторах

Ю. В. Румянцев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


Ф. А. Романюк
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Романюк Федор Алексеевич — Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 331-00-51   faromanuk@bntu.by



В. Ю. Румянцев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


И. В. Новаш
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


Список литературы

1. Rebizant, W. Digital Signal Processing in Power System Protection and Control / W. Rebizant, J. Szafran, A. Wiszniewski // Springer. London, 2011. 316 с.

2. Phadke, A. G. Computer Relaying for Power Systems / A. G. Phadke, J. S. Thorp. 2 edition. Chichester, England : John Wiley & Sons, 2009. 325 p.

3. Влияние насыщения трансформаторов тока на работу токовых защит / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2010. № 1. С. 5–9.

4. Дьяконов, В. П. MatLab и Simulink для радиоинженеров / В. П. Дьяконов. М.: ДМК-Пресс, 2011. 975 с.

5. Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. М.: Энергоатомиздат, 2007. 549 с.

6. Sachdev, M. S. A New Algorithm for Digital Impedance Relays / M. S. Sachdev, M. A. Baribeau // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 1979. No 6. Р. 2232–2240.

7. Phadke, A. G. Synchronized Phasor Measurements and their Applications / A. G. Phadke, J. S. Thorp. Springer Science & Business Media. 2008. 248 p.

8. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение микропроцессорных защит электроустановок / Ф. А. Романюк. Минск: Технопринт, 2001. 133 с.

9. Лоусон, Ч. Численное решение задач метода наименьших квадратов / Ч. Лоусон, P. Хенсон; пер. с англ. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. 232 с.

10. Schweitzer III, E. O. Filtering for Protective Relays / E. O. Schweitzer III, D. Hou // WESCANEX 93. 'Communications, Computers and Power in the Modern Environment.' Conference Proceedings. IEEE, 1993. P. 15-23.

11. Романюк, Ф. А. Аналого-цифровая частотная фильтрация входных сигналов релейной защиты / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 1994. № 3–4. С. 7–12.

12. Перспективные технологии реализации микропроцессорных защит линий распределительных сетей / Ф. А. Романюк [и др.] // Перспективные материалы и технологии: в 2 т. / под ред. В. В. Клубовича. Витебск: Витебский государственный технологический университет, 2015. T. 1 С. 115–139.

13. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение вычислительного эксперимента в релейной защите и автоматике энергосистем / Ф. А. Романюк, В. И. Новаш. Минск: ВУЗ-ЮНИТИ, 1998. 174 с.

14. Королев, Е. П. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты / Е. П. Королев, Э. М. Либерзон. М.: Энергия, 1980. 210 с.

15. Новаш, И. В. Упрощенная модель трехфазной группы трансформаторов тока в системе динамического моделирования / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 5. С. 23–38.

16. Wye-Connected Current Transformers Simplified Model Validation in MatLab–Simulink / F. Romanyuk [et al.] // Przegląd Electrotechniczny. 2015. No 11. P. 292–295.

17. Ванин, В. К. Релейная защита на элементах вычислительной техники / В. К. Ванин, Г. М. Павлов. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 336 с.

18. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 768 с.


Для цитирования:


Румянцев Ю.В., Романюк Ф.А., Румянцев В.Ю., Новаш И.В. РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2016;59(5):397-417. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417

For citation:


Rumiantsev Y.V., Romaniuk F.A., Rumiantsev V.Y., Novash I.V. DIGITAL FILTERS IMPLEMENTATION IN MICROPROCESSOR-BASED RELAY PROTECTION. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2016;59(5):397-417. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417

Просмотров: 1350


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)