Влияние переходной характеристики цифрового фильтра на поведение микропроцессорной токовой защиты

В микропроцессорной токовой защите в качестве информационных параметров тока могут использоваться мгновенные, амплитудные, действующие и средние значения. Они определяются в результате соответствующей обработки выходного сигнала цифрового фильтра. В неустановившихся режимах указанные параметры зависят от переходной характеристики фильтра. Поэтому поведение микропроцессорной токовой защиты при возникновении повреждений во многом определяется указанной характеристикой цифрового фильтра. В существующих защитах наиболее широко используются нерекурсивные фильтры Фурье и их разновидности. Главным недостатком данных фильтров является их сравнительно невысокое быстродействие. На их основе реализованы фильтры с более высокими динамическими свойствами, у которых частотные свойства сохранены. Исходя из сходства переходной характеристики, выделены следующие разновидности: фильтры с монотонной переходной характеристикой; фильтры с апериодической переходной характеристикой; фильтры с колебательной переходной характеристикой. Исследовано влияние названых фильтров на поведение микропроцессорной токовой защиты, содержащей основную быстродействующую и резервную медленнодействующую ступени. В результате выполненных исследований показано, что цифровые фильтры с монотонной переходной характеристикой обеспечивают устойчивое функционирование и селективное действие ступеней защиты при повреждениях на основном и смежном участках. Фильтры с апериодической переходной характеристикой способствуют неселективному действию быстродействующей ступени при коротких замыканиях в начале смежного участка. Фильтры с колебательной переходной характеристикой также способствуют неселективной работе быстродействующей ступени и могут обусловливать ее неустойчивое функционирование при токах короткого замыкания, близких по значениям к токам срабатывания и возврата. Медленнодействующая ступень защиты при всех видах переходных характеристик цифровых фильтров функционирует устойчиво и селективно.

1. Федосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: учеб. пособие для вузов / А. М. Федосеев. М.: Энергоатомиздат, 1984. 520 с.

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

3. Методика повышения быстродействия измерительных органов микропроцессорных защит электроустановок / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 5. С. 403–412. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-5-403-412.

4. Фадке, А. Г. Компьютерная релейная защита в энергосистемах / А. Г. Фадке, Д. С. Торп. 2-е изд. М.: Техносфера, 2019. 370 с.

5. Испытания микропроцессорных токовых защит: теория, моделирование, практика / И. В. Новаш, Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, Ю. В. Румянцев. Минск: БНТУ, 2021. 168 с.

6. Формирование ортогональных составляющих входных сигналов в микропроцессорных защитах / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, Ю. В. Румянцев, В. С. Каченя // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 4. С. 328–339. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-4-328-339.

7. Совершенствование алгоритма формирования ортогональных составляющих входных величин в микропроцессорных защитах / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, Ю. В. Румянцев, И. В. Новаш // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 2. С. 95–108. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-2-95-108.

8. Формирование ортогональных составляющих входных токов величин в микропроцессорных защитах электроустановок / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, Ю. В. Румянцев, И. В. Новаш // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 3. С. 191–201. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-3-191-201.

9. Румянцев, Ю. В. Формирование информационных составляющих входных величин в цифровых органах релейной защиты / Ю. В. Румянцев, В. Ю. Румянцев, Ф. А. Романюк. Минск: БНТУ, 2024. 175 с.

10. Ерофеев, А. А. Теория автоматического управления / А. А. Ерофеев. СПб.: Политехника, 2022. 302 с.

11. Гельфанд, Я. С. Релейная защита распределительных сетей сетей / Я. С. Гельфанд. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с.

12. Чернобровов, Н. В. Релейная защита электроэнергетических систем: учеб. пособие для техникумов / Н. В. Чернобровов, В. А. Семенов. М.: Энергоатомиздат, 2007. 800 с.