BRPI0903880A2 - método para amostrar um sinal e determinar a freqüência de sinal, dispositivo de amostragem de sinal, e, sistema para determinar uma freqüência de um sinal de energia elétrica de um sistema de energia elétrica e modificar uma taxa de amostragem do sinal - Google Patents

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BRPI0903880A2
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Brazil
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signal
frequency
sampling
rate
sampling rate
Prior art date
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BRPI0903880-9A
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Gabriel Benmouval
Angelo D'aversa
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Schweitzer Engineering Lab Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging

Abstract

MéTODO PARA AMOSTRAR UM SINAL E DETERMINAR A FREQUêNCIA DE SINAL, DISPOSITIVO DE AMOSTRAGEM DE SINAL, E, SISTEMA PARA DETERMINAR UMA FREQUêNCIA DE UM SINAL DE ENERGIA ELéTRICA DE UM SISTEMA DE ENERGIA ELéTRICA E MODIFICAR UMA TAXA DE AMOSTRAGEM DO SINAL. Medição e monitoramento de freqúêneia independentes de um sinal usando um intervalo de medição onde a freqúéncia do sinal é medida e a taxa de amostragem é calculada, e um intervalo de acomodação onde a freqúéncia do sinal não é medida. A taxa de amostragem é calculada par corresponder com a frequência do sinal e atualizada somente após o calculo da taxa de amostragem no intervalo de medição. O sinal pode ser um sinal de um sistema de energia elétrica tal como uma forma de onda de voltagem ou uma forma de onda de corrente. O cálculo de freqúência pode incluir determinação de uma taxa de rotação de um fasor de seqúência positiva do sinal.

Description

"MÉTODO PARA AMOSTRAR UM SINAL E DETERMINAR AFREQÜÊNCIA DE SINAL, DISPOSITIVO DE AMOSTRAGEM DESINAL, E, SISTEMA PARA DETERMINAR UMA FREQÜÊNCIA DE UMSINAL DE ENERGIA ELÉTRICA DE UM SISTEMA DE ENERGIAELÉTRICA E MODIFICAR UMA TAXA DE AMOSTRAGEM DO SINAL"
Campo técnico
Esta divulgação se refere à medição e monitoramento dafreqüência de um sinal. Mais particularmente, esta divulgação se refere àamostrar um sinal em uma taxa de amostragem, medir a freqüência do sinal, emodificar a taxa de amostragem correspondendo à freqüência medida. O sinalpode ser um sinal a partir de um sistema de energia elétrica.
Descrição Breve dos Desenhos
Modalidades não limitantes e não exaustivas da divulgação sãodescritas, incluindo várias modalidades da divulgação com referência àsfiguras, na quais:
Figura 1 é um diagrama de bloco de um dispositivo eletrônicointeligente para amostrar um sinal;
Figuras 2A e 2B são diagramas de bloco de um dispositivoeletrônico inteligente para amostrar um sinal em uma taxa correspondendo àfreqüência do sinal;
Figura 3 é um gráfico de uma rotação de um fasor deseqüência positiva;
Figura 4A é um fluxograma de um método para medir umafreqüência de um sinal e modificar uma taxa de amostragem do sinal;
Figura 4B é um outro fluxograma de um método para medir ade um sinal e modificar uma taxa de amostragem do sinal;
Figura 5 é um diagrama mostrando os intervalos de medição econfiguração dos sistemas e métodos aqui descritos; e,Figura 6 é um gráfico de um aumento de passo na freqüênciado sinal e a resposta de freqüência de amostragem de um aparelho seguindoum método aqui descrito.
Descrição Detalhada
I. Visão Geral
Sistemas de distribuição e transmissão de energia elétricatipicamente operada em uma freqüência nominal (60 Hz na América do Nortee 50 Hz na Europa e outros lugares no mundo). Algoritmos de proteção, deautomação, de medição, e de controle freqüentemente dependem daamostragem dos sinais em uma taxa que corresponde à freqüência de sinalefetiva. A taxa de amostragem pode ser um múltiplo inteiro da freqüência desinal nominal. Operação dos vários elementos presente nos sistema de energiaelétrica (e. g. geradores, várias cargas, bancos de capacitores, reguladores devoltagem, transformadores, comutadores, condutores, e o similar) pode causarflutuação da freqüência de operação do sistema de energia elétrica.. Assimsendo, algoritmos de proteção, de automação, de controle e de medição, quedependem da amostragem em uma taxa correspondendo à freqüência de sinalefetiva pode exibir erros significativos durante excursões da freqüência apartir da freqüência do sinal nominal se a taxa de amostragem não é ajustadapara corresponder à freqüência de sinal efetiva.
Sistemas de energia elétrica são freqüentemente monitorados,controlados, automatizados, mensurados e / ou protegidos usando dispositivoeletrônicos inteligentes (IEDs). IEDs são tipicamente unidades básicas deprocessadores que coletam informação a partir do sistema de energia elétrica,efetuam operações matemáticas na informação coletada, e pode tomar açõesdependendo nos resultados das operações matemáticas. Um IED pode, porexemplo, coletar informação de corrente e / ou de voltagem a partir de umsistema de energia elétrica, compará-la contra limites, e comunicar oresultados e / ou causar um disjunto a abrir, dependendo dos resultados.Porque IEDs tipicamente efetuam as operações matemáticasrequeridas no domínio digital (e. g. usando um microprocessador, matriz deportas lógicas programáveis de campo (FPGA) ou o similar), IEDs pode serconfigurados para converter o sinal analógico do sistema de energia elétricaem um sinal digital usando amostragem, filtragem, e multiplexação.
Conforme mencionado acima, amostragem do sinal de energia elétrica paraobter a informação é freqüentemente efetuada em uma taxa correspondendocom a freqüência nominal ou de operação do sistema de potência.
Certos algoritmos de proteção comuns efetuados pelos IEDs,contudo, não podem ser efetuados de forma precisa se a amostragem do sinalnão está em correspondência com a freqüência de operação local do sistemade energia elétrica. Assim sendo, para sistemas que amostram uma taxacorrespondendo com a freqüência nominal, como a freqüência de operação dosistema de energia elétrica se deslocam da freqüência nominal, certas funçõesdo IED não são efetuadas de forma precisa. Tais funções imprecisas podemresultar em uma falha da operação do LED, tal como uma abertura de umdisjuntor quando uma falha não está presente no sistema de potência.
IEDs freqüentemente usam a magnitude e ângulo de fase dasformas de onda de voltagem e de corrente para as três fases presentes em umsistema de potência na forma de números complexos, conhecidos comofasores. Para obter fasores, IEDs podem usar sistemas de filtragem tais comoo filtro de Fourier de ciclo completo ou uma variação conhecida como filtrode Cosine. Um fasor de forma de onda computada usando o filtro de Fourierde ciclo completo é um número complexo que corresponde à:
<formula>formula see original document page 4</formula>
onde:
X é o fasor da forma de onda de voltagem ou corrente;
N é o número de amostras em um ciclo ou em uma janela dedados;
k é um índice da amostra na janela de dados e varia de 1 à N-1;
j é o operador complexo;
ΔΤ é o intervalo de amostragem (igual ao inverso dafreqüência de amostragem); e,
x(k ΔΤ) é a amostra de voltagem ou corrente ou valoresinstantâneos no instante (k ΔΤ).
Um fasor de forma de onda computado usando o filtro deCosine de ciclo completo é um número complexo que corresponde à:
<formula>formula see original document page 5</formula>
Para os filtros acima correspondendo as equações 1 e 2produzirem magnitude e ângulo de fase da forma de onda verdadeiros e livrede erros, é necessário amostrar a forma de onda em uma freqüência deamostragem correspondendo à freqüência do sinal. Por exemplo, onde aforma de onda tem uma freqüência de 60 Hz e é adquirida em uma taxa (N)de 16 amostras por ciclo, a freqüência de amostragem, seria de 960 Hz. Se ataxa de amostragem permanece imutável e a freqüência de sinal muda, então amagnitude e ângulo resultantes não estariam livres de erro.
Um caminho para diminuir esses erros é monitorar afreqüência. Sob monitoração da freqüência, a freqüência do sinal é calculadae a freqüência de amostragem é ajustada tal que será igual ao número deamostras na janela de dados multiplicado pela freqüência do sinal. Porexemplo, quando o cenário descrito acima flutua de 60 Hz à 59.5 Hz, a taxade amostragem seria ajustado para 952 Hz (16 amostras por ciclomultiplicado por 59.5 Hz).
As modalidades da divulgação serão entendidas melhor porreferência aos desenhos, onde partes parecidas são designadas por numeraisparecidos em todos os desenhos. Será prontamente entendido que oscomponentes das modalidades divulgadas, como geralmente aqui descrito eilustrado nas figuras, poderiam ser arrumados e designados em um variedadeampla de configurações diferentes. Assim sendo, a seguinte descriçãodetalhada das modalidades dos sistemas e métodos da divulgação não épretendida para limitar o escopo da divulgação como divulgada, mas émeramente representativa de possíveis modalidades da divulgação. Emadição, os passos de um método não necessariamente necessitam serexecutados em qualquer ordem específica, ou mesmo seqüencialmente, nemos passos necessitam ser executados somente uma vez, ao menos queespecificado ao contrário.
Em alguns casos, características, estruturas ou operações bemconhecidas não são mostrados ou descritos em detalhes. Ainda mais, ascaracterísticas, estruturas, ou operações podem ser combinadas em qualquermaneira adequada em uma ou mais modalidades. Também será prontamenteentendido que os componentes das modalidades como geralmente aquidescritas e ilustradas nas figuras poderiam ser arrumados e designados emuma variedade ampla de configurações diferentes.
Vários aspectos das modalidades descritas serão ilustradoscomo módulos ou componentes de software. Como usado aqui, um móduloou componente de software pode incluir qualquer tipo de instrução decomputador ou código executável de computador localizado dentro de umdispositivo de memória e / ou transmitido como sinais eletrônicos sobre umabarra de comunicação de sistema ou rede sem fio ou com fio. Um módulo oucomponente de software pode, por exemplo, compreender um ou mais blocoslógicos ou físicos de instruções o similar de computador, que podem serorganizados como uma rotina, programa, objeto, componente, estrutura dedados, etc. que efetua uma ou mais tarefas ou implementa particulares tiposde dados abstratos.
Em certas modalidades, um particular módulo ou componentede software pode compreender instruções diferentes armazenadas emdiferentes localizações de um dispositivo de memória, que juntas implementaa funcionalidade descrita do módulo. De fato, um módulo ou componentepode compreender uma única instrução ou muitas instruções, e pode serdistribuído sobre vários segmentos de código diferentes, entre programasdiferentes, e através de vários dispositivos de memória. Algumas modalidadespodem ser praticadas em um ambiente de computação distribuído onde tarefassão efetuadas através de um dispositivo de processamento remoto ligadoatravés de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computaçãodistribuído, módulos ou componentes de software podem ser localizados emdispositivos de armazenamento de memória locais e / ou remotos. Em adição,dados sendo amarrados ou produzidos juntos em um registro de banco dedados podem estar residentes no mesmo dispositivo de memória, ou atravésde vários dispositivos de memória, e podem ser ligados juntos nos campos deum registro em um banco de dados ao longo da rede.
Modalidades podem ser fornecidas como um produto deprograma de computador incluindo um meio legível de máquina tendoarmazenado nele instruções que podem ser usadas para programar umcomputador (ou outro dispositivo eletrônico) para efetuar processos aquidescritos. O meio legível de máquina pode incluir, mas não é limitado à,discos rígidos, discos flexíveis, discos ópticos, CD-ROMs, DVD-ROMs,ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, cartões magnéticos ou ópticos,dispositivos de memória em estado sólido, ou outros tipos de mídia / meiolegível de máquina adequados para armazenar instruções eletrônicas.
II. Exemplo de Dispositivo de Amostragem de Sinal
Figura 1 é um diagrama de bloco ilustrando um dispositivoeletrônico inteligente (IED) 100 usado em um sistema de potência econfigurado em certas modalidades para monitorar, proteger, medir, e / ouautomatizar um sistema de energia elétrica, tal como um sistema de energiaelétrica trifásico. O LED 100 pode ser usado, por exemplo, nas aplicações deproteção, automação, controle, e / ou medição de sistemas de potência paraobter dados analógicos diretamente a partir de um condutor (não mostrado)usando transformadores de corrente 104a, b, c, e / ou transformadores devoltagem 106a, b, c. Os transformadores de voltagem 106a, b, c podem serconfigurados para a voltagem percebida (V) para formas de onda de voltagemsecundárias 108a, b, c tendo magnitudes que podem ser prontamentemonitorada e medidas pelo primeiro IED 100 (e. g., para reduzir a linha dedistribuição de aproximadamente de 13kV à aproximadamente 120 V).
Similarmente, os transformadores de corrente 104a, b, c e resistores 109a, b, cpodem ser configurados para elevar de forma proporcional, a corrente de linhado sistema de potência (I) para formas de onda de corrente secundárias 110a,b, c tendo uma magnitude que pode ser prontamente monitorada e medidapelo primeiro IED 100 (e. g., para reduzir a corrente da linha de distribuiçãode aproximadamente 200 amps para aproximadamente 0,2 amps). Filtros depassa baixa 114a, b, c, e 116a, b, c respectivamente filtram a forma de ondade corrente secundária 110a, b, c e a forma de onda de voltagem secundária108a, b, c. Os sinais são multiplexados usando multiplexadores 102. Umconversor de analógico para digital 120 então amostra e digitaliza as formasde onda filtradas para formar correspondentes sinais de corrente e devoltagem digitalizados 124.
Os sinais de corrente e de voltagem digitalizados 124 sãorecebidos através de um micro-controlador 130 configurado para efetuarprocessamento de sinal digital. Por exemplo, o micro-controlador 130 podeusar filtros de Cosine para eliminar DC e componentes de freqüência nãodesejáveis a partir dos sinais de corrente e de voltagem digitalizados 124. Emuma modalidade, o micro-controlador 130 inclui uma unidade deprocessamento central (CPU) ou microprocessador 132, uma memória deprograma 134 (e. g., a Flash EPROM), e uma memória de parâmetro 136 (e.g., uma EEPROM). Como será apreciado por aqueles com qualificação naarte, outras configurações de micro-controlador adequadas podem ser usadas.Ainda, embora discutido em termos de um micro-controlador, deve ser notadoque as modalidades aqui divulgadas podem ser praticadas usando uma matrizde portas lógicas programáveis de campo (FPGA), circuito integrado deaplicação específica (ASIC), ou outro dispositivo lógico programável.
O microprocessador 132, executando um programa desoftware de computador ou esquema lógico, processa os sinais de corrente ede voltagem digitalizados 124 para extrair fasores representativos da forma deonda de voltagem secundária medida 108 e uma forma de onda de correntesecundária 110. O microprocessador 132 então efetua vários cálculos ealgoritmos de processamento de sinal digital usando os fasores. Omicroprocessador 132 pode também fornecer saídas 140 com base nosresultados dos cálculos e do processamento do sinal digital.
Figura 2A ilustra um diagrama de bloco funcional de um IED100 de Figura 1. mostrado em ligeiramente mais detalhe na figura 2A são oscomponentes do IED 100 que ajuda com a amostragem, medição defreqüência, e monitoração de freqüência. A CPU 132 inclui um relógio 202,um calculador de freqüência 210, e certas funções de controle, demonitoração e de proteção 212. O Calculador de Freqüência 210 recebe sinaisde corrente e de voltagem digitalizados 124 a partir do conversor de A / D120, com o qual o Calculador de Freqüência 210 efetua operações paradeterminar a freqüência do sistema de energia elétrica monitorada. OCalculador de Freqüência 210 pode também receber um sinal do relógio 202para efetuar as funções de medição de freqüência. Com a freqüência dosistema de potência calculada, o Calculador de Freqüência 210 determina afreqüência de amostragem desejada do sistema de energia elétrica, Ísampling-O Calculador de Freqüência 210 direciona o Gerador de IntervaloProgramável 204 para amostrar de acordo com a freqüência de amostragem,fsAMPLiNG.. Em um exemplo, o Calculador de Freqüência 210 computa umcontador pré-configurado P igual à freqüência do relógio dividida pelafreqüência de amostragem, Ísampling. O Calculador de Freqüência 210 entãofornece o contador pré-configurado P para o Gerador de IntervaloProgramável 204.
Sob a direção do Calculador de Freqüência 210, o Gerador deIntervalo Programável 204 gera pulsos na freqüência correspondendo àfreqüência de amostragem, Ísampling.. Os pulsos de amostragem são entãofornecidos para as unidades de amostragem e captura 208a, b, c, dos circuitoadquirindo as formas de onda analógicas. Ilustrado na figura 2A, as formas deonda de voltagem das três fases do sistema de energia elétrica são adquiridosusando, por exemplo, transformadores de potencial (PTs) em comunicaçãocom as unidades de amostragem e captura 208a, b, c. Contudo, isto pode serestendido para outros circuitos para adquirir as formas de onda analógicas taiscomo, por exemplo, formas de onda de corrente adquiridas através dostransformadores de corrente (CTs). As formas de onda analógicas amostradassão multiplexadas pelo multiplexador 102, e fornecidas ao conversor de A / D120.
Sinais de voltagem e / ou de corrente digitalizados 124 sãotambém fornecidas aos módulos de controle, de monitoração, e de proteção212, que são configurados para efetuar funções de controle, de monitoração, ede proteção e emitir as instruções e comunicações.
Em um exemplo, ilustrado na figura 28, o IED 100 não incluiunidades de amostragem e captura 208a, b, c. em vez disso, firmware e / ousoftware é usado para o mesmo propósito. Por exemplo, ta operação defirmware e / ou software na CPU 132 pode incluir algoritmos paracontabilizar latência entre canais amostrados. Neste exemplo, o Gerador deIntervalo Programável gera pulsos na freqüência correspondendo à freqüênciade amostragem, Ísampling? e fornece os pulsos para o multiplexador adquiriras amostras requeridas amostradas das formas de onda.
III. Calculo de Freqüência
Como descrito acima, o IED 100 pode efetuar cálculos defreqüência em um CPU 132 ou equivalente. Em um exemplo, os cálculos defreqüência são efetuados em um Calculador de Freqüência 210 que pode serinstruções de computador armazenadas em um formato digital e executado emuma CPU 132 ou seu equivalente. IEDs 100 freqüentemente incluem váriasmódulos de controle, de monitoração, e de proteção operando na CPU 132,que torna certas quantidades disponíveis para outros módulos da CPU 132.Várias dessas quantidades podem ser benéficas para o Calculador deFreqüência 210 para calcular a freqüência do sistema de energia elétricamonitorado.
Em um exemplo, uma operação de módulo na CPU 132 podecalcular instantes de cruzamentos em zero de uma forma de onda do sistemade energia elétrica tal como uma forma de onda de voltagem ou uma forma deonda de corrente. Usando os instantes de cruzamentos em zero da forma deonda do sistema de energia elétrica, o Calculador de Freqüência 210 pode sercapaz de determinar a freqüência do sistema de energia elétrica, fSIGNALusando:
<formula>formula see original document page 11</formula>
onde:
Tzci é um tempo de um primeiro cruzamento de zero; e,Tzc2 é um tempo do subseqüente cruzamento em zero.
Alternativamente, a CPU pode operar um módulo que calculatempos de picos de umas forma de onda de sinal. O Calculador de Freqüência210 pode de forma similar usar tos tempos de picos de sinal para calcular afreqüência do sinal, Ísignal-
Em ainda um outro exemplo, o Calculador de Freqüência 210pode usar um fasor de seqüência positiva ("PSP"), tal como um fasor devoltagem de seqüência positiva ou um fasor de corrente de seqüência positiva,para calcular a freqüência do sinal Ísignal. Embora o seguinte exemplodescreva uma técnica de calcular a freqüência de sinal Ísignal usando o fasorde voltagem de seqüência positiva, o fasor de corrente de seqüência positivapode ser calculado e usado no lugar do fasor de voltagem de seqüênciapositiva. Em um sistema de energia elétrica trifásico, os fasores para cada fasesão usados para calcular o fasor de seqüência positiva. Por exemplo: o fasorde voltagem de seqüência positiva é calculado usando os fasores de voltagemde cada fase usando:
<formula>formula see original document page 12</formula>
Onde:
Vi é o fasor de voltagem de seqüência positiva;
VA, Vb, e Vc, fasores de voltagem para cada uma das três fasesem um ponto particular no sistema de energia elétrica; e
a é o número complexo a = IZl20°.
As três formas de onda de voltagem (ou corrente) sãoamostradas em uma taxa de N amostras por ciclo. Se as formas de onda sãoadquiridas em uma particular freqüência de amostragem fSAMPLING, a diferençaJ/representando uma diferença entre a freqüência de amostragem Ísampling, euma freqüência de amostragem que corresponde à freqüência de sinal Ísignalusando:
<formula>formula see original document page 12</formula>
Quando Af é zero a freqüência de amostragem Ísampling,corresponde diretamente à freqüência de sinal Ísignal- Esta condição decorrespondência entre a freqüência de amostragem Ísampling e a freqüência desinal Ísignal é também evidenciada pelo PSP não rodando no planocomplexo. Quando a freqüência de amostragem Ísampling e a freqüência desinal fsiGNAL não correspondem, o PSP vai sofrer uma rotação no planocomplexo, a qual velocidade angular é proporcional à diferença de freqüência Af.
A diferença de freqüência Af pode ser calculada medindo oangulo ψ m (em radianos) resultando da rotação de PSP sobre um intervalo detempo t m usando:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Equação 3,4 requer a medida do angulo ψ m (em radianos)resultando da rotação do PSP ao longo de um intervalo de tempo t m. Figura 3ilustra um gráfico 300 da rotação do PSP através do ângulo ψ m a partir de umtempo de início t = 0 306 para um tempo de fim t = t m 308 no eixo real 304 eno eixo imaginário 302. Fasores de seqüência positiva são representadoscomo Xstart como o PSP no tempo t = 0, e Xend como o PSP no t = t m. Oangulo pode ser computado usando:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Alternativamente, o angulo pode ser computado usando:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Usando a freqüência de amostragem Ísampling e o número devezes por ciclo Que, que o angulo ψ m é calculado (e.g., para calcular oangulo ψ m a cada quarto de um ciclo Q = 4), a diferença de freqüência Afpode ser calculado usando:
<formula>formula see original document page 13</formula>
Uma vez que a diferença de freqüência Af é calculado, umamedida da freqüência do sinal Ísignal pode ser efetuada usando:<formula>formula see original document page 14</formula>
ou, usando Equação 3.7, a Equação 3.8 se torna:
<formula>formula see original document page 14</formula>
Substituindo o valor de ψ m da Equação 3.6 conduz à:
Da mesma forma, substituindo o valor de ψ m da Equação 3.5conduz à
<formula>formula see original document page 14</formula>
Assim, usando o PSP do, por exemplo, bloco de controle, demonitoração, e de proteção porção de seleção de filtro de interpolação defreqüência 212, ( ou calculando o próprio PSP), o Calculador de Freqüência210 é capaz de calcular uma diferença entre a freqüência de amostragemfsAMPLiNG e a freqüência de amostragem que corresponde à freqüência de sinalfsíGNAL- Usando o a freqüência de sinal calculada Ísignal, o Calculador deFreqüência 210 então pode calcular a correspondente freqüência deamostragem Ísampling e ajustar a freqüência de amostragem Ísampling do sinalde energia elétrica. Em um exemplo, a freqüência de amostragem Ísamplingnão é ajustada instantaneamente para seu novo valor quando da detecção deuma diferença de freqüência, mas em seu lugar é atrasada. Também, amudança na freqüência de amostragem Ísampling pode ser armazenadatemporariamente implementando um efeito de filtragem. Uma vez que amedida da freqüência de amostragem Ísampling é efetuada, a nova freqüênciade amostragem fsAMPLiNG_NEwpode ser calculada usando:
<formula>formula see original document page 14</formula>onde:
fsAMPLiNG_NEw é a freqüência de amostragem nova;fiviEAsuRED é a freqüência de sinal medido;fsAMPLiNG_OLD é a freqüência de amostragem antiga; e,M é um número inteiro introduzindo um efeito de filtragem noestabelecimento da freqüência de amostragem nova. Tipicamente, M é igual à10 quando N é igual à 16. Com explicado mais tarde, M poderia ser um valomaior nas circunstâncias onde uma mudança rápida na freqüência deamostragem é desejada.
IV. Monitoração e Medida de Freqüência Independente
A presente divulgação introduz um método para medir afreqüência de sinal Ísignal e mudar a freqüência de amostragem Ísamplingpara resultar em uma monitoração de freqüência onde a medida de freqüênciaé independente da mudança na freqüência de amostragem. O métodoimplementa certos intervalos durante os estágios de medição de freqüênciacorrespondendo ao cálculo de freqüência de amostragem, e mudança dafreqüência de amostragem. Em geral, o método inclui um intervalo deacomodação durante o qual nenhuma freqüência de sinal fSIGNAL é calculado,assim sendo o PSP é permitido se estabelecer. O intervalo de acomodação éseguido por um intervalo de medição durante o qual a freqüência de sinalfsiGNAL é calculada, a freqüência de amostragem nova fsAMPLiNG_NEw ecalculada e a freqüência de amostragem Ísampling, é atualizada comatualizada com a freqüência de amostragem nova fsAMPLiNG_NEw. O métodoentão reinicia o intervalo de acomodação durante o qual o PSP é de novopermitido se estabelecer. Em uma modalidade, onde o PSP é usado paracalcular Af, o PSP, o angulo ψ m.a diferença de freqüência Af, freqüênciamedida Ímeasured e a freqüência de sinal Ísignal pode ser calculado duranteo intervalo de medição.
Figura 4A ilustra um fluxograma de um método para mediçãoe monitoração de freqüência independente 400 que pode ser realizado por umIED de acordo com a descrição geral acima. O método 400 é configurado paraoperar quando da interrupção programada a cada l/Q de um ciclo. Porexemplo, para o método ser executado a cada quarto de um ciclo, Q éconfigurado para 4. O método inicia 402 (a cada l/Q ciclos) determinando seo fasor de seqüência positiva usada seria o fasor de voltagem de seqüênciapositiva ou o fasor de corrente de seqüência positiva. Para este fim, o métododetermina se o valor absoluto da forma de onda de voltagem excede um limitepré-determinado 404. Se o valor absoluto de voltagem excede o limite, entãoo método usa o fasor de voltagem de seqüência positiva (Xp é configuradopara ser o fasor de voltagem de seqüência positiva) 408. Se, contudo, o valorabsoluto de voltagem não excede o limite, então o método determina se ovalor absoluto da forma de onda de corrente excede um limite pré-determinado 406. Se assim, então o método usa o fasor de corrente deseqüência positiva (Xp é configurado para ser o fasor de corrente deseqüência positiva) 410. Se, contudo; nem o valor absoluto de voltagem 404nem o valor absoluto de corrente 406 excede o respectivo limite pré-determinado, então o intervalo de medição P é configurado para um 434 e ométodo termina 438 até a próxima interrupção 402.
Após é determinado, se o fasor de seqüência positiva Xp (ondesubscrito "P" é o incremento de medição onde o fasor de seqüência positiva écalculado) é configurado para o fasor de corrente de seqüência positiva ou ofasor de voltagem de seqüência positiva, o fasor de seqüência positiva Xp écalculado 412. Na primeira medição durante o intervalo de acomodação,subscrito "P" é um. O método é configurado para incrementar P através de umcontador antes de cada cálculo subseqüente de XP.
Uma vez que o fasor de seqüência positiva Xp é calculado 412,o método determina se o sistema está dentro do intervalo de acomodação. Istoé determinado comparando o incremento de medição P contra Psettling- Ovalor para Psettling é selecionado para fornecer tempo suficiente para XP seestabelecer antes das medições de freqüência serem efetuadas de novo. Se ovalor de P é menor do que Psettling 414, então o método prossegue paraincrementar P através de um contador 416, e termina 438 até a próximainterrupção, quando inicia 402 e prossegue para calcular o próximo Xp 412.Se, contudo, P não é menor do que Psettling 414, então o método prosseguepara determinar se P é igual à Psettling 418. Se assim, então o valor presentede Xp é armazenada como Xpre 420, marcando a primeira posição do fasor deseqüência positiva para determinação a posterior do ângulo ψ m. O métodoentão prossegue para incrementar P através de um contador 416, e termina438 até a próxima interrupção, quando inicia parte de decisão difícil 402 eprossegue para calcular o próximo Xp 412.
Retornando agora ao passo 418, se P é não é igual à Psettling418 (precisa ser maior do que Psettling), então o método prossegue paradeterminar se P é igual ao Pmeasuring 422. O valor para Pmeasuring éselecionado tal que valores para o fasor de seqüência positiva e o angulocalculado durante o intervalo de medição são de uma quantidade suficientepara precisamente medir a diferença de freqüência Af tal que uma novafreqüência de amostragem fsAMPLiNG_ne\v pode ser precisamente determinado.
Em um exemplo, o método é interrompido a cada quarto deciclo (Q=4), o intervalo de acomodação é configurado para intervalo deacomodação é set to 1,5 ciclos (Psettling = l,5x Q = 6), e o intervalo demedição é configurado para 1,5 ciclos (Pmeasuring = Psettling + l,5xQ =12). Em tal um exemplo, a nova freqüência de amostragem Ísampling newpode ser determinada em três ciclo do sistema de potência.
Retornar ao passo 422, se P não é igual ao Pmeasuring (Pprecisa estar entre Psettling e Pmeasuring), então a diferença de freqüêncianaquele intervalo Afp é calculada 424 de acordo com as equações na seção III,e a freqüência medida Ímeasured é calculada 426. A freqüência medidafiviEASURED pode ser calculada de acordo com um número de possíveisalgoritmos. Um possível algoritmo é calcular a freqüência medida Ímeasuredusando um filtro Olympic. O filtro Olympic é designado para se tornar amédia de um conjunto de cálculos de freqüência de sinal Ísignal, o conjuntoincluindo todo a freqüência de sinal Ísignal calculada durante o intervalo demedição menos as freqüências de sinal Ísignal máxima e o mínima calculadas.
Uma maneira para implementar o filtro Olympic é para determinar earmazenar a freqüência de sinal a cada incremento P durante o intervalo demedição Ísignaup e para calcular a freqüência medida fMEASURED usando asfreqüências de sinal fsiGNAL_p armazenadas calculadas. Assim sendo, passo426 simplesmente calcula e atualiza a freqüência medida Ímeasured em cadaincremento. Uma vez que a freqüência medida Ímeasured é determinada, ométodo aumenta o incremento P de um 416 e termina 438 até a próximainterrupção, quando inicia 402 e prossegue para calcular o próximo Xp 412.
Se o incremento P em 422 é igual ao Pmeasuring, então ométodo prossegue para calcular a diferença de freqüência final Afp durante ointervalo de medição 428 e para calcular a freqüência medida Ímeasured 430.
O método então atualiza a freqüência de amostragem Ísampling usando afreqüência calculada Ímeasured, os números de amostras por ciclo N, avariável M, e a antiga freqüência de amostragem Ísampling 432. Uma vez quea freqüência de amostragem Ísampling é atualizada, o método re-configura oincremento para um 436, termina 438, retornando ao início 402 na próximainterrupção. Note que certos passos e cálculos pode ser pulados ou removidospara um cálculo da freqüência de sinal Ísignal usando outros meios do querotação de PSP, tal como tempos picos a picos, tempo de cruzamento em zeroa cruzamento em zero, ou o similar, descrito em alguns detalhes na discussãode Figura 4B.
Figura 4B ilustra um fluxograma de um método para mediçãoe monitoramento de freqüência independente 450 que pode ser realizadaatravés de um IED de acordo com a descrição geral acima sem o cálculo dePSP, mas em vez disso usando uma outra forma de calcular a freqüência dosinal. Por exemplo, o método 450 pode use um detector de pico a pico, umdetector de cruzamento em zero, ou o similar para calcular a freqüência dosinal. Ainda mais, o método na figura 4B pode usar um sinal a partir de umgerador indicando a freqüência do sinal. Um gerador pode incluir, porexemplo, uma medição da freqüência de rotação do gerador. A freqüência derotação pode ser usado para calcular uma freqüência elétrica do geradorusando o número de pólos do gerador. Tais aparelhos e métodos estãodescritos na Aplicação de Patente dos US de Numero Serial 12 / 247.866nomeando Edmund O. Schweitzer, 111 e David E. Whitehead comoinventores, a qual é aqui incorporada para referência em sua totalidade.
Como com Figura 4A, o método 450 é configurado para operarquanto de uma interrupção programada a cada l/Q de um ciclo. Por exemplo,para o método rodar cada quarto de um ciclo, Q é configurado para 4. Ométodo inicia 452 (em cada l/Q ciclos) com a determinação se a medição decálculo da freqüência do sinal Ísignal está disponível 454. Se não, o métodore-configura o contador de intervalo P um 480 e termina 478 até a próximainterrupção. Se a freqüência do sinal Ísignal está disponível, o métodoprossegue para a configuração do intervalo determinando se o contador deintervalo P é menor do que o Psettling 456, então o método prossegue paraincrementar P de um contador 476, e termina 478 até a próxima interrupção,quando ele inicia 452.
Ifcontador de intervalo P não é menor do que o Psettling 456,então o método prossegue para determinar se o contador de intervalo P é igualao Psettling 456. Se sim, então o método determina a freqüência do sinal nacontagem P fsiGNAL_p 460 e prossegue para incrementar P de uma contagem476, e termina 478 até a próxima interrupção, quando ele inicia 452.
Se o contador de intervalo P é igual to Psettling 458, ométodo determines se o contador de intervalo P é igual ao Pmeasuring 462. Senão, então o método prossegue para calcular a diferença de freqüência Afp 464usando, por exemplo, a equação 3.3, e calcular fMEASURED 466 como descritoacima, e prossegue para incrementar P de uma contagem 476, e termina 478até a próxima interrupção, quando ele inicia 452.
Se o contador de intervalo é igual ao Pmeasuring 462, então ométodo prossegue para calcular a diferença de freqüência Afp 468 usando, porexemplo, equação 3.3, e calcular Ímeasured 470 como descrito acima. Ométodo então prossegue para calcular e mudar a freqüência de amostragem472. O contador de incrementos P é então re-configurado para um 474 e ométodo termina 478, até a próxima interrupção quando ele inicia 452.
Figura 5 ilustra uma implementação 500 do método descritoem conjunto com a Figura 4A, onde o intervalo de acomodação 502 éconfigurado para ser seis incrementos Pe o intervalo de medição 504 éconfigurado para ser seis incrementos P, como é mostrado, durante ointervalo de acomodação 502, o método interrompe a cada incremento P.
Contudo, para os primeiros seis incrementos P, nenhuma freqüência do sinalfsiGNAL é calculada. No sexto incremento P, a posição de início do fasor deseqüência positiva Xpre é calculada, o ângulo de início \|/PRE é calculado egravado e um tempo de início tPRE é gravado (306 da Figura 3). Durante ointervalo de medição 504 (incrementos P 7-12), os fasores de seqüênciapositiva Xp são calculados a cada incremento, as diferenças de ângulo ψΡ sãocalculadas, o tempo tp é gravado, a diferença de freqüência Afp é calculada, afreqüência medida Ímeasured é calculada, e a freqüência do sinal Ísignalp écalculada e gravada.
Finalmente, no incremento final P, a freqüência deamostragem Ísampling é atualizada com a nova freqüência de amostragemfsAMPLiNG calculada, e o método inicia sobre a amostragem na nova freqüênciade amostragem Ísampling com um outro intervalo de acomodação 502. Assimsendo, a freqüência de amostragem é somente mudada uma vez durante os 12incrementos P do intervalo de acomodação e do intervalo de medição.
O método descrito acima pode ser implementado em um IED100 tal como o IED ilustrado na figura 1 e configurado para monitorar umsistema de energia elétrica trifásico. Figura 6 ilustra uma resposta do métodoimplementado em um IED e em resposta a uma mudança de passo nafreqüência. Como pode ser visto na Figura 6 é um gráfico 600 da freqüência eresposta do sinal em Hz 604 no eixo y e tempo em segundos 602 ao longo doeixo χ. A freqüência do sinal 606 é aumentada a partir de 60.000 Hz para61.125 Hz no tempo t=0 segundos. Linha 610 mostra a resposta de freqüênciamedida calculada da presente divulgação onde o número de amostras porciclo N é 16, a interrupção é configurada uma vez a cada quarto de ciclo(Q=4), o intervalo de acomodação é 1,5 ciclos (Psettling= 6), e o intervalo demedição é configurado em 1,5 ciclos (Pmeasuring= 12). Em 60 Hz, o tempoesperado para o intervalo de acomodação de 1,5 ciclo é 0,025 segundos. Damesma forma, em 60 Hz, o tempo esperado para o intervalo de medição de1,5 ciclo é 0,025 segundos. Assim sendo, o método é esperado calcular afreqüência medida e a freqüência de amostragem para a freqüência do sinalaumentada em 0,05 segundos. Como pode ser visto nano gráfico 600 daFigura 6, o resultado é que a freqüência medida 610 atinge a freqüência dosinal de sinal efetivo em cerca de 0,05 segundos como é esperado (afreqüência medida é calculada após o intervalo de medição e configuração,cada um de cerca de 0,025 segundos).
Linha 608 da Figura 6 ilustra a freqüência de amostragemfsAMPLiNG resultando a partir da mudança de passo na freqüência e dafreqüência medida. Pode ser visto que um passo acima em uma freqüência deamostragem Ísampling é feito seguinte a cada conjunto de um intervalo deacomodação e um intervalo de medição (sobre cada 3 ciclos, ou 0,05segundos). A freqüência de amostragem Ísampling não segue ao longo dafreqüência medida Ímeasured 610 porque a freqüência de amostragem éatualizada de acordo com equação 3.12 com N= 16 e M=6. A freqüência deamostragem corresponde à freqüência medida (e a freqüência do sinal) apóscerca de 0,55 segundos. Também, é evidente da Figura 6 que a freqüênciamedida e a freqüência de amostragem são independentes. Isto é, mudanças nafreqüência de amostragem não mudam a freqüência medida.
implementar o método descrito acima. Por exemplo, durante o intervalo demedição (de Pa > Psettling até P = Pmeasuring), a diferença de freqüência Afe o ângulo ψΡ podem ser calculados em base a um incremento individual ouem um base acumulativa, resultando na freqüência do sinal fSIGNAL sendocalculada em uma base incrementai ou acumulativa. Por exemplo, afreqüência do sinal Ísignal pode ser calculada em uma base acumulativausando ou:
Várias modificações e escolhas podem ser feitas ao
<formula>formula see original document page 22</formula>modificado na equação 3.12 dependendo da resposta desejada da freqüênciade amostragem Ísampling atualizada, isto é, como o valor de M se aproximado valor de N, a freqüência de amostragem Ísampling atualizada vai maisrapidamente se aproximar da freqüência de amostragem Ísampling quecorresponde à freqüência do sinal Ísignal- Isto pode ser benéfico em situaçõesonde a freqüência do sinal muda de forma rápida. Por exemplo, quando daconfiguração inicial de um gerador, uma freqüência do sinal é esperadaaumentar de 0 Hz para a freqüência nominal ou taxada do gerador. Durantetais operações iniciais, pode ser importante para o IED monitorar o geradorpara estreitamente monitorar a freqüência do sinal e para mudar rapidamentesua freqüência de amostragem como uma freqüência do sinal a partir dasmudanças do gerador. Em um exemplo, o N é configurado para 16 amostras porciclo e M é configurado para 15 durante configuração inicial do gerador. Umacondição de configuração inicial de um gerador pode ser detectado usando ométodo aqui descrito. Isto é, o número de vezes que a diferença de freqüência Afexcede um pré-determinado limite pode ser monitorado. Se o número of vezesque a mudança na freqüência Af excede um pré-determinado limite dentro dointervalo de medição, então o método configura M para um maior valor (e. g.15). Ao contrário, o valor de M permanece em seu valor inicial (e. g. 10).
Ainda, o método pode ser configurado para limitar aquantidade pela qual a freqüência de amostragem Ísampling pode ser mudadaem cada passo. Por exemplo, o método pode permitir um máximo de 5Hzcomo a mudança a partir da freqüência de amostragem antiga para aamostragem freqüência nova. Este limite pode ser benéfico para restringir aresposta de uma mudança de freqüência de amostragem Ísampling duranteexcursões de freqüência anormal e transiente. De novo, este limite pode sermodificado dependendo de como rapidamente e / ou consistentemente afreqüência do sinal Ísignal está mudando. Por exemplo, este limite pode seraumentado para o período de configuração inicial de um gerador.Independente da maneira em que a freqüência do sinal fSIGNALé calculada (e. g. usando fasores de voltagem de seqüência positiva, fasoresde corrente de seqüência positiva, um detector de cruzamento em zero, umdetector de pico, um sinal proveniente de um gerador, e o similar), o métodoevita medir a freqüência do sinal Ísignal durante o período de configuração,que segue o período de medição e atualização de uma freqüência deamostragem Ísampling-
Adicionalmente, a freqüência medição e monitoramento dapresente divulgação pode limitar o intervalo de freqüências que pode sermedido e amostrado para dentro de um pré-determinado intervalo defreqüências. Isto é, se a freqüência do sinal está abaixo de um limite defreqüência inferior, o método pode limitar a freqüência de amostragemfsAMPLiNG para amostra em uma taxa correspondendo com o limite dafreqüência. Da mesma forma, se a freqüência do sinal excede um limite defreqüência superior, o método pode limitar a freqüência de amostragemfsAMPLEVG para amostrar em uma taxa correspondendo com o limite de freqüênciasuperior. Por exemplo, o método pode incluir um limite inferior de IOHz eunidade limite superior de 70 Hz. Se a freqüência medida do sinal cai abaixo de10Hz, o método não vai permitir que a freqüência de amostragem caia abaixo dafreqüência de amostragem correspondente com a freqüência do sinal de 10 Hz.
Da mesma forma, se a freqüência medida do sinal excede 70 Hz, o método nãovai permitir que a freqüência de amostragem exceda a freqüência de amostragemcorrespondente com a freqüência do sinal de 70 HZ.
Enquanto modalidades e aplicações específicas da divulgaçãoforma ilustradas e descritas, é para ser entendido que a divulgação não élimitada aos componentes e configuração precisos aqui divulgados. Váriasmodificações, mudanças, e variações aparentes para aqueles com qualificaçãona arte pode ser feita no arranjo, operação, e detalhes dos métodos e sistemasda divulgação sem fugir do espírito e escopo da divulgação.

Claims (31)

1. Método para amostrar um sinal e determinar a freqüênciade sinal, o dito sinal tendo uma freqüência de sinal usando um dispositivoeletrônico inteligente (IED), caracterizado pelo fato de compreender os passos de:- durante um primeiro intervalo de medição, o IED executa ospassos de:- amostrar o sinal em uma primeira taxa de amostragem;- determinar uma primeira freqüência do sinal a partir dasamostras do sinal; e- calcular uma segunda taxa de amostragem correspondendocom a primeira freqüência do sinal; edurante um intervalo de acomodação, o IED executar os passo de:- amostrar o sinal na segunda taxa de amostragem.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de ainda incluir o passo de:durante um segundo intervalo de medição:- amostrar o sinal na segunda taxa de amostragem;- determinar uma segunda freqüência do sinal a partir dasamostras do sinal; e- calcular uma terceira taxa de amostragem correspondendocom a segunda freqüência do sinal.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o sinal compreende múltiplas fases, e o método compreendeo passo de calcular um fasor de seqüência positiva do sinal.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o fasor de seqüência positiva compreende um fasor devoltagem de seqüência positiva ou um fasor de corrente de seqüência positiva.
5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o passo de calcular uma segunda taxa de amostragemcompreende os passos de:- calcular um primeiro valor de fasor de seqüência positiva dosinal em um primeiro tempo;- calcular um segundo valor de fasor de seqüência positiva dosinal em um segundo tempo;- determinar uma taxa de rotação usando os primeiro esegundo fasores de seqüência positiva; e- calcular uma segunda taxa de amostragem usando a taxa derotação.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o passo para calcular uma segunda taxa de amostragem usando ataxa de rotação compreende:- calcular uma diferença de freqüência usando a taxa derotação;- calcular a freqüência do sinal usando a primeira taxa deamostragem e a diferença de freqüência; e- calcular a segunda taxa de amostragem usando a freqüênciado sinal calculada e a primeira taxa de amostragem.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o passo para calcular a segunda taxa de amostragem usa umafreqüência do sinal média determinada:- calculando múltiplas diferenças de freqüência durante ointervalo de medição;- calculando múltiplas freqüências do sinal usando a primeirataxa de amostragem e as diferenças de freqüência; e,- calculando a média de um conjunto das múltiplas freqüênciasdo sinal.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a segunda taxa de amostragem é calculado de acordo com:<formula>formula see original document page 27</formula>Onde:fsAMPLiNG_NE\v é a segunda taxa de amostragem;M é uma constante;N é uma constante correspondendo a um número de amostraspor ciclo, efsAMPLiNG_OLD é a primeira taxa de amostragem.
9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o intervalo de acomodação compreende de cerca de 0,5 àcerca de 6 ciclos de sinal.
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o intervalo de acomodação compreende 1,5 ciclos de sinal.
11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o primeiro intervalo de medição compreende de cerca de 0,5à cerca de 6 ciclos de sinal.
12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o primeiro intervalo de medição compreende 1,5 ciclos desinal.
13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o passo de determinar uma primeira freqüência do sinalcompreende comparar um tempo entre cruzamentos em zero do sinal.
14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o passo de determinar uma primeira freqüência do sinalcompreende comparar um tempo entre picos do sinal.
15. Dispositivo de amostragem de sinal para amostrar um sinale determinar a freqüência de sinal do mesmo, caracterizado pelo fato decompreender:- um circuito de amostragem do dispositivo de amostragem desinal em comunicação com o sinal para amostrar o sinal em uma taxa deamostragem e fornecer amostras do sinal;- um calculador de freqüência do dispositivo de amostragemde sinal em comunicação com o circuito de amostragem circuito, configuradopara:- determinar uma freqüência do sinal usando as amostras dosinal amostradas em uma primeira taxa durante um intervalo de medição;- calcular uma segunda taxa de amostragem durante o intervalode medição; e,- comunicar a segunda taxa de amostragem para o circuito deamostragem durante o intervalo de medição para amostrar o sinal nas segundataxa de amostragem durante um intervalo de acomodação.
16. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um circuito de amostragemfaz amostragem em uma única taxa durante o intervalo de acomodação.
17. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o calculador de freqüência éainda configurado para:- determinar uma freqüência do sinal usando as amostras dosinal amostrado na segunda taxa de amostragem durante um segundointervalo de medição;- calcular uma terceira taxa de amostragem durante o segundointervalo de medição; e,- comunicar a terceira taxa de amostragem para o circuito deamostragem durante o segundo intervalo de medição para amostrar o sinaldurante o segundo intervalo de acomodação.
18. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sinal compreende múltiplasfases, e o calculador de freqüência é configurado para determinar um fasor deseqüência positiva do sinal.
19. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fasor de seqüência positivacompreende um fasor de voltagem de seqüência positiva ou um fasor decorrente de seqüência positiva.
20. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 18, caracterizado pelo fato de que para calcular uma segundataxa de amostragem, o calculador de freqüência é configurado para:- calcular um primeiro fasor de seqüência positiva do sinal emum primeiro tempo;- calcular um segundo fasor de seqüência positiva do sinal emum segundo tempo;- determinar uma taxa de rotação usando os primeiro esegundo fasores de seqüência positiva; e,- calcular uma segunda taxa de amostragem usando a taxa derotação.
21. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 20, caracterizado pelo fato de que para calcular uma segundataxa de amostragem usando a taxa de rotação, o calculador de freqüência éconfigurado para:- calcular uma diferença de freqüência usando a taxa derotação;- calcular uma freqüência do sinal usando a primeira taxa deamostragem e a diferença de freqüência; e- calcular uma segunda taxa de amostragem usando afreqüência do sinal e a primeira taxa de amostragem calculadas.
22. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o calculador de freqüência éconfigurado para calcular a segunda taxa de amostragem de acordo com: <formula>formula see original document page 30</formula> onde:fsAMPLiNG_NE\v é a segunda taxa de amostragem;M é uma constante;N é uma constante correspondendo a um número de amostraspor ciclo, efsAMPLiNG_OLD é a primeira taxa de amostragem.
23. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o calculador de freqüência éconfigurado para:- repetir cálculos de uma diferença de freqüência e dafreqüência do sinal;- calcular uma freqüência calculada média a partir dasfreqüências de sinal calculadas; e- usar a freqüência calculada média para calcular a segundataxa de amostragem.
24. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o intervalo de acomodaçãocompreende de cerca de 0,5 à cerca de 3 ciclos de sinal.
25. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o intervalo de acomodaçãocompreende 1,5 ciclos do sinal.
26. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com a-25 reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o intervalo de mediçãocompreende de cerca de 0,5 à cerca de 3 ciclos de sinal.
27. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o intervalo de mediçãocompreende 1,5 ciclos do sinal.
28. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o calculador de freqüência éconfigurado para determinar a primeira freqüência do sinal com base em umtempo entre cruzamentos em zero do sinal.
29. Dispositivo de amostragem de sinal de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o calculador de freqüência éconfigurado para determinar a primeira freqüência de sinal com base em umtempo entre os picos do sinal.
30. Sistema para determinar uma freqüência de um sinal deenergia elétrica de um sistema de energia elétrica e modificar uma taxa deamostragem do sinal, caracterizado pelo fato de compreender:- um dispositivo eletrônico inteligente (IED) em comunicaçãocom o sistema de energia elétrica, onde o IED é configurado para amostrar osinal, determinar uma freqüência do sinal, e modificar a taxa de amostragemdo sinal, onde o IED compreende um meio de armazenamentocompreendendo código de programa legível por computador para forçar oIED a efetuar um método, compreendendo:durante um primeiro intervalo de medição;- amostrar o sinal em uma primeira taxa de amostragem;- determinar uma primeira freqüência de sinal a partir dasamostras do sinal; e- calcular uma segunda taxa de amostrem correspondendo coma primeira freqüência do sinal; e- durante um intervalo de acomodação, amostrar o sinal nasegunda taxa de amostragem.
31. Sistema de acordo com a reivindicação 30, caracterizadopelo fato de que o sinal compreende três fases, e em que o passo para calculara segunda taxa de amostragem compreende os passos de:- calcular um primeiro valor de fasor de seqüência positiva dosinal em um primeiro tempo;- calcular um segundo valor de fasor de seqüência positiva dosinal em um segundo tempo;- determinar uma taxa de rotação usando os primeiro esegundo valores de fasor de seqüência positiva;- calcular uma diferença de freqüência usando a taxa derotação;- calcular uma freqüência de sinal usando a primeira taxa deamostragem e uma diferença de freqüência; e- calcular uma segunda taxa de amostragem usando afreqüência do sinal calculada e a primeira taxa de amostragem.
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