RU2012086C1 - Device for division constituents of short-circuit current - Google Patents

Device for division constituents of short-circuit current Download PDF

Info

Publication number
RU2012086C1
RU2012086C1 SU4929176A RU2012086C1 RU 2012086 C1 RU2012086 C1 RU 2012086C1 SU 4929176 A SU4929176 A SU 4929176A RU 2012086 C1 RU2012086 C1 RU 2012086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
adder
output bus
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Я. Лямец
А.П. Арсентьев
Н.С. Ефимов
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to SU4929176 priority Critical patent/RU2012086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012086C1 publication Critical patent/RU2012086C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device has adaptive filter, oscillator and amplitude-phase corrector. Adaptive filter has setting unit, which output bus is connected to setting inputs of corrector which output bus serves as output bus of device. Spectral analyzer, harmonic components oscillator, subtraction unit, computing unit, solving unit, logarithmic unit are introduced to accomplish the goal of invention. First output bus serves for output of complex amplitudes of all harmonic components from input signal, second and third output buses serve for output of complex frequencies and complex factors. EFFECT: increased functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электрических систем, и может быть использовано для анализа аварийных режимов. The invention relates to electrical engineering, namely to relay protection and automation of electrical systems, and can be used to analyze emergency conditions.

Известно устройство для разделения периодической составляющей произвольной частоты и произвольной апериодической составляющей переходной электрической величины, например, тока короткого замыкания [1] . Однако оно не наделено способностью определять параметры этих составляющих. A device for separating the periodic component of an arbitrary frequency and an arbitrary aperiodic component of a transient electrical quantity, for example, a short circuit current [1]. However, it is not endowed with the ability to determine the parameters of these components.

Известно устройство для выделения ортогональных составляющих электрических величин. Оно правильно, т. е. без методической погрешности, выделяет основную гармонику на фоне произвольного числа неизвестных заранее экспоненциальных и гармонических (как затухающих, так и нет) составляющих. Устройство обязано такими свойствами адаптивному фильтру, включающему в свой состав задающий блок и сумматор, причем выход задающего блока выполнен в виде двух шин: шина коэффициентов устанавливает параметры нерекурсивного фильтра, а вторая шина управляет генератором периодического сигнала [2] . Но данное устройство обладает ограниченными возможностями: оно способно подавлять произвольные составляющие, но не в состоянии их выделять, выделяет же оно лишь гармонику одной наперед заданной частоты. A device for separating orthogonal components of electrical quantities. It is correct, that is, without a methodological error, distinguishes the main harmonic against the background of an arbitrary number of unknown exponential and harmonic (both damped and non-damped) components. The device owes such properties to an adaptive filter, which includes a master unit and an adder, and the output of the master unit is made in the form of two buses: the coefficient bus sets the parameters of a non-recursive filter, and the second bus controls the periodic signal generator [2]. But this device has limited capabilities: it is able to suppress arbitrary components, but is not able to emit them, but it only highlights the harmonic of a predetermined frequency.

Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства путем придания ему способности выделять из тока короткого замыкания не только основную гармонику, но и все остальные слагающие переходного процесса. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by giving it the ability to isolate from the short circuit current not only the main harmonic, but also all the other components of the transient process.

Цель достигается тем, что в устройство для разделения составляющих тока короткого замыкания, содержащее адаптивный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных задающего блока, нерекурсивного фильтра, сумматора и порогового элемента, причем выход последнего подключен к управляющему входу задающего блока, первый вход которого является информационным входом устройства и соединен с параметрическим входом нерекурсивного фильтра и вторым входом сумматора, генератор периодического сигнала и амплитудно-фазовый корректор, выходная шина которого образует первую выходную шину, введены спектральный анализатор, последовательно соединенные генератор гармоник, вычитатель и вычислительный блок, последовательно соединенные решающий блок и логарифмический блок, при этом параметрический вход генератора периодического сигнала подключен к второму выходу задающего блока, а выход - к инверсному входу сумматора и входу спектрального анализатора, выход которого подключен к управляющему входу амплитудно-фазового корректора, выход которого подключен к входу генератора гармоник, второй вход вычитателя соединен с первым входом задающего блока, к первому выходу задающего блока подключены входы амплитудно-фазового корректора и решающего блока, выход логарифмического блока образует вторую выходную шину устройства и подключен к второму входу вычислительного блока, выход которого образует третью выходную шину. The goal is achieved in that in a device for separating components of the short circuit current, containing an adaptive filter made in the form of series-connected master unit, non-recursive filter, adder and threshold element, the output of the latter being connected to the control input of the master unit, the first input of which is an information input device and connected to the parametric input of the non-recursive filter and the second input of the adder, a periodic signal generator and amplitude-phase corrector, output the first bus of which forms the first output bus, a spectral analyzer, series-connected harmonic generator, subtractor and computational unit, series-connected decision block and logarithmic block are introduced, while the parametric input of the periodic signal generator is connected to the second output of the driver block, and the output to the inverse input the adder and the input of the spectral analyzer, the output of which is connected to the control input of the amplitude-phase corrector, the output of which is connected to the input of the generator monic, the second input of the subtractor is connected to the first input of the driver unit, the inputs of the amplitude-phase corrector and the decision unit are connected to the first output of the driver unit, the output of the logarithmic unit forms the second output bus of the device and connected to the second input of the computing unit, the output of which forms the third output bus.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема входящего в его состав нерекурсивного фильтра. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device; in FIG. 2 is a diagram of a non-recursive filter included in its composition.

Устройство состоит из адаптивного фильтра 1, генератора 2 периодического сигнала, амплитудно-фазового корректора 3 и дополнительных блоков: спектрального анализатора 4, генератора 5 гармоник, вычитателя 6, логарифмического блока 7, решающего блока 8 и вычислительного блока 9. Адаптивный фильтр 1 состоит из задающего блока 10, нерекурсивного фильтра 11, сумматора 12 и порогового элемента 13. Устройство выполнено с тремя выходными шинами 14-16. По шине 14 выводится информация о параметрах установившейся периодической слагаемой, а по шинам 15, 16 - о параметрах переходящей слагаемой: по шине 15 - о коэффициентах затухания и частотах собственных колебаний, а по шине 16 - об амплитудах и фазах (или об ортогональных составляющих) экспонент и затухающих гармоник. Амплитудно-фазовый корректор 3 выполнен с информационным входом 17 и управляющим входом 18. Последние необходимы для задания частотной характеристики этого блока. Вычитатель 6 выполнен с двумя входами 19 и 20. Его функция - формировать разность между величинами, поступающими на вход 20 и вход 19. Вычислительный блок 9 выполнен с первым входом 21 и остальными входами, объединенными в шину 22. Задающий блок 10 выполнен с двумя выходами 23, 24. По первому передаются сигналы установки параметров блоков 11, 3 и 8, а по второй происходит задание периодического сигнала. Задающий блок 10 имеет два входа - информационный 25 и управляющий 26. Нерекурсивный фильтр 11 выполнен с информационным входом 27 и входами 28 задания параметров (коэффициентов). Сумматор 12 выполнен с тремя входами 29-31. Входы 20, 25, 27, 29 различных блоков объединены и подключены к входу 32 устройства. Нерекурсивный фильтр 11 выполнен на элементах 33-35 задержки, умножителях 36-38 и внутреннем сумматоре 39. The device consists of an adaptive filter 1, a generator 2 of a periodic signal, an amplitude-phase corrector 3, and additional blocks: a spectral analyzer 4, a harmonic generator 5, a subtractor 6, a logarithmic unit 7, a solving unit 8, and a computing unit 9. The adaptive filter 1 consists of a master block 10, non-recursive filter 11, adder 12 and threshold element 13. The device is made with three output buses 14-16. Information is provided on bus 14 on the parameters of the steady-state periodic term, and on buses 15, 16, on the parameters of the rolling term: on bus 15, on damping coefficients and natural frequencies, and on bus 16, on amplitudes and phases (or orthogonal components) exponential and decaying harmonics. The amplitude-phase corrector 3 is made with an information input 17 and a control input 18. The latter are necessary to set the frequency response of this block. The subtractor 6 is made with two inputs 19 and 20. Its function is to generate a difference between the quantities received at input 20 and input 19. Computing unit 9 is made with the first input 21 and the rest of the inputs combined in the bus 22. The driver unit 10 is made with two outputs 23, 24. The first signals are transmitted to set the parameters of blocks 11, 3 and 8, and the second is the setting of a periodic signal. The master unit 10 has two inputs - information 25 and control 26. Non-recursive filter 11 is made with information input 27 and inputs 28 of the parameters (coefficients). The adder 12 is made with three inputs 29-31. The inputs 20, 25, 27, 29 of various blocks are combined and connected to the input 32 of the device. The non-recursive filter 11 is made on the delay elements 33-35, the multipliers 36-38 and the internal adder 39.

Между генератором 2 периодического сигнала и генератором 5 гармоник имеется отличие. Первый воспроизводит периодический сигнал, задаваемый одним периодом, а второй формирует периодический сигнал, задаваемый его гармониками. There is a difference between the generator 2 of the periodic signal and the generator 5 of harmonics. The first reproduces a periodic signal specified by one period, and the second generates a periodic signal specified by its harmonics.

Устройство представляет собой цифровую систему и функционирует в дискретном времени l. На его вход подаются отсчеты входной величины i(l), пропорциональной току короткого замыкания i(t), который состоит из установившейся (периодической) составляющей и свободной (затухающей) составляющей:
i(t) = io(t) + iсв(t); (1)
io(t) = io(t±To); (2)
iсв(t)=

Figure 00000001
exp
Figure 00000002
t, (3) где То - период основной частоты ωo;
Figure 00000003
= -βS+jωS комплексная частота; βS- коэффициент затухания; ωS- частота собственных колебаний;
Figure 00000004
s - комплексный множитель. Экспоненциальной составляющей в выражении (3) соответствуют вещественные параметры
Figure 00000005
= -βS и
Figure 00000006
= Is. Отсчеты i(l) имеют описание, аналогичное выражениям (1) - (3):
i(l)= io(l) +
Figure 00000007
Ζ l S ; (4)
io (l) = io ( l±N ); (5)
Figure 00000008
= exp
Figure 00000009
τ (6) где N - число отсчетов на периоде; τ= То/N - интервал дискретизации.The device is a digital system and operates in discrete time l. Samples of the input quantity i (l) proportional to the short-circuit current i (t), which consists of a steady-state (periodic) component and a free (decaying) component, are fed to its input:
i (t) = i o (t) + i sv (t); (1)
i o (t) = i o (t ± T o ); (2)
i sv (t) =
Figure 00000001
exp
Figure 00000002
t, (3) where T o is the period of the fundamental frequency ω o ;
Figure 00000003
= -β S + jω S complex frequency; β S - attenuation coefficient; ω S is the frequency of natural oscillations;
Figure 00000004
s is the complex factor. The exponential component in expression (3) corresponds to real parameters
Figure 00000005
= -β S and
Figure 00000006
= I s . Samples i (l) have a description similar to expressions (1) - (3):
i (l) = i o (l) +
Figure 00000007
Ζ l S ; (4)
i o (l) = i o (l ± N); (5)
Figure 00000008
= exp
Figure 00000009
τ (6) where N is the number of samples per period; τ = T o / N is the sampling interval.

Принцип действия устройства лучше всего иллюстрирует подход, основанный на понятии о производящем разностном уравнении
i(l)+

Figure 00000010
asi(l-s)= i
Figure 00000011
(l), (7) решение которого совпадает с описанием тока короткого замыкания (4). Проблема заключается в том, что в выражении (4) составляющая io(l) и параметры
Figure 00000012
,
Figure 00000013
, а также число m не известны, следовательно, и у производящего уравнения коэффициенты as, правая часть - периодическая функция io l(l), а также порядок уравнения m.The principle of operation of the device is best illustrated by an approach based on the concept of a generating difference equation
i (l) +
Figure 00000010
a s i (ls) = i
Figure 00000011
(l), (7) the solution of which coincides with the description of the short circuit current (4). The problem is that in the expression (4) the component i o (l) and the parameters
Figure 00000012
,
Figure 00000013
, as well as the number m are not known, therefore, the coefficients a s of the generating equation, the right-hand side is the periodic function i o l (l), as well as the order of the equation m.

Назначение адаптивного фильтра 1 - подавлять входную величину i(l). Его выходной величиной является сигнал ε(l) на выходе сумматора 12. Настройка адаптивного фильтра осуществляется по условию малости сигнала ε(l). Основную роль в процессе настройки играет задающий блок 10, определяющий параметры нерекурсивного фильтра 11 - коэффициенты as, а также N отсчетов периодического сигнала io l(l). Сигналы as передаются по шине 23 на задающие входы 28 нерекурсивного фильтра 11, а отсчеты io l(l) - по шине 24 на входы генератора 2, который затем воспроизводит их с периодом То.The purpose of adaptive filter 1 is to suppress the input quantity i (l). Its output value is the signal ε (l) at the output of the adder 12. The adaptive filter is adjusted according to the condition that the signal ε (l) is small. The main role in the tuning process is played by the master unit 10, which determines the parameters of the non-recursive filter 11 - the coefficients a s , as well as N samples of the periodic signal i o l (l). The signals a s are transmitted via bus 23 to the driving inputs 28 of the non-recursive filter 11, and samples i o l (l) are transmitted via bus 24 to the inputs of generator 2, which then reproduces them with a period T о .

Нерекурсивный фильтр 11 (фиг. 2) смещает входную величину i(l) так, что на выходе его элемента 33 задержки образуется величина i(l-1), на выходе элемента 34 - i(l-2), а на выходе последнего элемента 35 задержки - величина i(l-mф), где mф - максимальный порядок, обеспечиваемый данным фильтром. Фактически порядок фильтра может быть любым - от m = 0 до m = mф, а реализуемая им функция
υo(l)=

Figure 00000014
asi(l-s) .The non-recursive filter 11 (Fig. 2) biases the input quantity i (l) so that at the output of its delay element 33 a value i (l-1) is formed, at the output of the element 34 - i (l-2), and at the output of the last element 35 delays - the value of i (lm f ), where m f - the maximum order provided by this filter. In fact, the order of the filter can be anything - from m = 0 to m = m f , and the function it implements
υ o (l) =
Figure 00000014
a s i (ls).

Если все коэффициенты as имеют нулевой уровень, то фильтр 11 имеет нулевой порядок, а если отличны от нуля mф коэффициентов as, то максимально возможный.If all coefficients a s have a zero level, then filter 11 has a zero order, and if m f coefficients a s are nonzero, then the maximum possible.

На входы сумматора 12 поступают три сигнала: входная величина i(l), входной сигнал фильтра 11 υ(l) и выходной сигнал генератора 2 io l(l). Вход 31 выполнен инвертирующим, поэтому функция сумматора
ε(l)= i(l)+ν(l)-i

Figure 00000015
(l)= -i
Figure 00000016
(l)+i(l)+
Figure 00000017
asi(l-s). (8)
Настройка адаптивного фильтра 1 по условию малости сигналаε(l)(ε(l)_→0) приводит выражение (8) к виду (7), т. е. означает, что фильтр 1 распознал структуру (4) - (6) тока короткого замыкания.The inputs of the adder 12 receives three signals: the input quantity i (l), the input signal of the filter 11 υ (l) and the output signal of the generator 2 i o l (l). Input 31 is made inverting, so the function of the adder
ε (l) = i (l) + ν (l) -i
Figure 00000015
(l) = -i
Figure 00000016
(l) + i (l) +
Figure 00000017
a s i (ls). (8)
Setting adaptive filter 1 according to the condition of small signal ε (l) (ε (l) _ → 0) leads expression (8) to the form (7), i.e., means that filter 1 recognized the current structure (4) - (6) short circuit.

Задающий блок 10 выполняет следующие операции. Из отсчетов входной величины i(l), поступающей на его информационный вход 25, он формирует систему уравнений относительно отсчетов io l(l) и коэффициентов as:
-i

Figure 00000018
(l)+
Figure 00000019
i(l-s)as= -i(l), l=
Figure 00000020
. (9)
Всего в выражении (9) n - m + 1 уравнение. Предполагается, что l = 0 - начальный момент короткого замыкания; n - момент окончания набора данных о коротком замыкании. В выражении (9) N + m неизвестных, а число уравнений в общем случае больше, поэтому задающий блок 10 решает эту систему уравнений в смысле наименьших квадратов. Параметры io 1(l), l =
Figure 00000021
, as, s =
Figure 00000022
и сам порядок m, определяемые системой (9), отвечают условию малости сигнала ε(l), формируемого сумматором 12 согласно соотношению (8). Необходимо однако учесть, что задающий блок 10 способен скомпановать и решить систему (9) только при фиксированном порядке m, в связи с чем в схеме адаптивного фильтра 1 предусмотрено поэтапное (рекурсивное) наращивание m от нуля до максимально возможного mф. Эту функцию осуществляет пороговой элемент 13, реагирующий на уровень сигнала невязки ε(l). Задающий блок 10 наращивает порядок m лишь до тех пор, пока с его управляющего входа 26 не будет снят выходной сигнал порогового элемента 13.The driver unit 10 performs the following operations. From samples of the input quantity i (l) supplied to its information input 25, it forms a system of equations for samples i o l (l) and coefficients a s :
-i
Figure 00000018
(l) +
Figure 00000019
i (ls) a s = -i (l), l =
Figure 00000020
. (9)
In total, in the expression (9) n - m + 1 equation. It is assumed that l = 0 is the initial moment of the short circuit; n is the moment of completion of the set of data on the short circuit. In the expression (9), N + m are unknown, and the number of equations in the general case is greater, therefore, the driving unit 10 solves this system of equations in the sense of least squares. Parameters i o 1 (l), l =
Figure 00000021
, a s , s =
Figure 00000022
and the order m itself, determined by system (9), corresponds to the condition of small signal ε (l) generated by adder 12 according to relation (8). However, it must be taken into account that the driving unit 10 is able to compose and solve system (9) only with a fixed order m, and therefore, the adaptive filter circuit 1 provides for a phased (recursive) increase of m from zero to the maximum possible m f . This function is performed by the threshold element 13, which responds to the residual signal level ε (l). The master unit 10 increases the order m only until the output signal of the threshold element 13 is removed from its control input 26.

Спектральный анализатор 4 выделяет гармоники периодического сигнала i1 0(l), реализуя функцию

Figure 00000023
(kωo)= (2/N)
Figure 00000024
i
Figure 00000025
(l)exp(-jkωo-τl), k=
Figure 00000026
. (10)
Назначение амплитудно-фазового корректора 3 - преобразование гармоник
Figure 00000027
(kωo) сигнала i0 l(l) в гармоники периодической слагаемой входной величины
Figure 00000028
(kωo)=
Figure 00000029
(kωo)/H(expjkωo). (10)
Передаточная функция H(expjkωo) задается в соответствии с взаимосвязью (7):
H(expjkωo)= 1+
Figure 00000030
asexp(-jskωoτ), k=
Figure 00000031
. (12)
Все необходимые сигналы содержит выходная шина 23, подключенная к управляющему входу 18.Spectral analyzer 4 extracts the harmonics of the periodic signal i 1 0 (l), realizing the function
Figure 00000023
(kω o ) = (2 / N)
Figure 00000024
i
Figure 00000025
(l) exp (-jkω o -τl), k =
Figure 00000026
. (10)
The purpose of the amplitude-phase corrector 3 is the conversion of harmonics
Figure 00000027
(kω o ) of the signal i 0 l (l) in the harmonics of the periodic term of the input quantity
Figure 00000028
(kω o ) =
Figure 00000029
(kω o ) / H (expjkω o ). (10)
The transfer function H (expjkω o ) is set in accordance with the relationship (7):
H (expjkω o ) = 1+
Figure 00000030
a s exp (-jskω o τ), k =
Figure 00000031
. (12)
All the necessary signals contains the output bus 23 connected to the control input 18.

Назначение генератора 5 гармоник - формирование периодической величины io(l) по ее спектру

Figure 00000032
(kωo):
io(l)=
Figure 00000033
Figure 00000034
(kωo)exp(jkωoτ). (13)
Вычитатель 6 формирует разностную величину i(l) - io(l).The purpose of the 5 harmonic generator is to generate a periodic quantity i o (l) from its spectrum
Figure 00000032
(kω o ):
i o (l) =
Figure 00000033
Figure 00000034
(kω o ) exp (jkω o τ). (thirteen)
Subtractor 6 generates the difference value i (l) - i o (l).

Решающий блок 8 представляет собой процессор, предназначенный для решения алгебраического уравнения, являющегося характеристическим уравнением адаптивного фильтра 1:
H(Z)= Zm+

Figure 00000035
asZm-s= 0. (14)
Выходные сигналы этого блока совпадают с корнями
Figure 00000036
, s =
Figure 00000037
уравнения (14). Логарифмический блок 7 формирует сигналы о комплексных частотах
Figure 00000038
= (1/τ)ln
Figure 00000039
= -βS+jωS. (15)
Вычислительный блок 9 формирует из сигналов i(l) - io(l) и
Figure 00000040
систему линейных алгебраических уравнений относительно множителей
Figure 00000041
свободных составляющих тока короткого замыкания:
Figure 00000042
= i(l)-io(l). (16)
Выходными сигналами устройства являются, таким образом, гармоники
Figure 00000043
(k ω), частоты
Figure 00000044
и уровни экспонент
Figure 00000045
, снимаемые соответственно с выходов 14, 15 и 16.The decision block 8 is a processor designed to solve an algebraic equation, which is a characteristic equation of adaptive filter 1:
H (Z) = Z m +
Figure 00000035
a s Z ms = 0. (14)
The output signals of this block coincide with the roots
Figure 00000036
, s =
Figure 00000037
equations (14). Logarithmic unit 7 generates signals about complex frequencies
Figure 00000038
= (1 / τ) ln
Figure 00000039
= -β S + jω S. (fifteen)
The computing unit 9 generates from signals i (l) - i o (l) and
Figure 00000040
a system of linear algebraic equations for factors
Figure 00000041
free components of short circuit current:
Figure 00000042
= i (l) -i o (l). (sixteen)
The output signals of the device are thus harmonics
Figure 00000043
(k ω), frequencies
Figure 00000044
and exponent levels
Figure 00000045
removed respectively from outputs 14, 15 and 16.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

По сигналу пуска, свидетельствующему о коротком замыкании в электрической сети, задающий блок 10 приступает к настройке адаптивного фильтра 1. Начальный порядок m = 0. При этом сигналы, передаваемые по шине 23, имеют нулевой уровень, т. е. aso = 0, где нулевой индекс относится к порядку фильтра. Сигнал υ(l) на выходе нерекурсивного фильтра 11 также нулевого уровня. По шине 24 передаются N отсчетов входной величины i(l). Поступая на вход генератора 2, они в дальнейшем повторяются с периодом N, преобразуясь тем самым в периодическую величину ioo 1(l). Выходной сигнал сумматора 12 представляет собой разность εo(l) = i(l) - ioo 1(l). Пороговой элемент 13, выполненный по схеме нуль-индикатора, сравнивает модуль | ε( l ) | с уставкой. Если модуль превышает уставку, что может произойти уже в момент l = N, пороговый элемент 13 срабатывает и, воздействуя на управляющий вход 26 задающего блока 10, побуждает его перейти к следующему порядку m = 1. Блок 10 сформирует из отсчетов входной величины i(l) систему уравнений (9):
-i

Figure 00000046
(l)+i(l-1)a11= -i(l), l=
Figure 00000047
и определяет из нее N отсчетов iо (l) и коэффициент a11. На умножитель 33 нерекурсивного фильтра 11 при этом поступает ненулевой сигнал, а на все прочие умножители 34, 35 - по-прежнему нулевые. Соответственно на выходах сумматоров 39 и 12 появляются сигналы.According to the start signal, indicating a short circuit in the electric network, the driving unit 10 proceeds to configure the adaptive filter 1. The initial order is m = 0. In this case, the signals transmitted via bus 23 have a zero level, i.e., a so = 0, where the zero index refers to the order of the filter. The signal υ (l) at the output of the non-recursive filter 11 is also of zero level. The bus 24 transmits N samples of the input quantity i (l). Entering the input of generator 2, they are subsequently repeated with a period N, thereby being transformed into a periodic quantity i oo 1 (l). The output signal of the adder 12 is the difference ε o (l) = i (l) - i oo 1 (l). The threshold element 13, made according to the scheme of the zero indicator, compares the module | ε (l) | with setting. If the module exceeds the setpoint, which can happen already at the moment l = N, the threshold element 13 is triggered and, acting on the control input 26 of the driver unit 10, causes it to go to the next order m = 1. Unit 10 will form from the samples of the input quantity i (l ) system of equations (9):
-i
Figure 00000046
(l) + i (l-1) a 11 = -i (l), l =
Figure 00000047
and determines from it N samples i o (l) and the coefficient a 11 . At the same time, a multiplier 33 of the non-recursive filter 11 receives a non-zero signal, and all other multipliers 34, 35 are still zero. Accordingly, the outputs of the adders 39 and 12 appear signals.

ν1(l)= a11i(l-1); ε1(l)= i(l)+a11i(l-1)-i

Figure 00000048
(l).ν 1 (l) = a 11 i (l-1); ε 1 (l) = i (l) + a 11 i (l-1) -i
Figure 00000048
(l).

Если в составе тока короткого замыкания присутствует помимо периодической слагаемой io(l) только одна вещественная экспонента, I1exp( -β1t), то порядка m = 1 достаточно для сведения к нулю уровня сигнала ε1(l). Если состав свободной слагаемой тока короткого замыкания более сложен, то уровень сигнала ε1(l) остается высоким, происходит новое срабатывание порогового элемента 13 и очередной запуск задающего блока 10, наращиваемого порядок до m = 2. Процесс настройки адаптивного фильтра 1 продолжается до тех пор, пока сигнал ε(l) не будет сведен к нулевому уровню. По завершении настройки становятся достоверными выходные сигналы остальных блоков, действующих по алгоритмам (10) - (16).If, in addition to the periodic term i o (l), only one material exponent, I 1 exp (-β 1 t), is present in the composition of the short-circuit current, then the order m = 1 is sufficient to reduce the signal level ε 1 (l) to zero. If the composition of the free term of the short-circuit current is more complicated, then the signal level ε 1 (l) remains high, a new triggering of the threshold element 13 and the next launch of the driver unit 10, increasing the order to m = 2. The process of tuning the adaptive filter 1 continues until until the signal ε (l) is reduced to the zero level. Upon completion of the setup, the output signals of the remaining blocks operating according to the algorithms (10) - (16) become reliable.

Устройство свободно от методической погрешности, так как при конечном числе экспонент и затухающих гармоник в составе тока короткого замыкания все их параметры определены точно при строго определенном порядке адаптивного фильтра, причем число составляющих и их характер заранее не известны. В частных случаях, когда требуется какая-нибудь одна группа параметров, устройство упрощается. Так, для релейной защиты, как правило, достаточно знания только периодической слагаемой тока. Тогда нет необходимости в блоках 5-9. Для измерительных органов частоты достаточно иметь выход 15 и можно исключить блоки 3-6, 9. В целом устройство охватывает все известные применения, связанные с анализом состава тока короткого замыкания. The device is free from methodological error, since for a finite number of exponentials and decaying harmonics in the composition of the short circuit current, all their parameters are determined exactly with a strictly defined order of the adaptive filter, and the number of components and their nature are not known in advance. In special cases, when any one group of parameters is required, the device is simplified. So, for relay protection, as a rule, knowledge of only the periodic current component is sufficient. Then there is no need for blocks 5-9. For frequency measuring organs it is enough to have an output 15 and blocks 3-6, 9 can be excluded. In general, the device covers all known applications related to the analysis of the composition of the short circuit current.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее адаптивный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных задающего блока, нерекурсивного фильтра, сумматора и порогового элемента, выход последнего подключен к управляющему входу задающего блока, первый вход которого является информационным входом устройства и соединен с параметрическим входом нерекурсивного фильтра и вторым входом сумматора, генератор периодического сигнала и амплитудно-фазовый корректор, выходная шина которого образует первую выходную шину, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выделения основной гармоники и всех остальных слагаемых переходного процесса, дополнительно введены спектральный анализатор, последовательно соединенные генератор гармоник, вычислитель и вычислительный блок, последовательно соединеные решающий блок и логарифмический блок, при этом параметрический вход генератора периодического сигнала подключен к второму выходу задающего блока, выход - к инверсному входу сумматора и входу спектрального анализатора, выход которого подключен к управляющему входу амплитудно-фазового корректора, выход которого подключен к входу генератора гармоник, второй вход вычитателя соединен с первым входом задающего блока, к первому выходу задающего блока подключены входы амплитудно-фазового корректора и решающего блока, выход логарифмического блока образует вторую выходную шину и подключен к второму входу вычислительного блока, выход которого образует третью выходную шину. A DEVICE FOR SEPARATING THE COMPONENTS OF A SHORT CIRCUIT CURRENT, containing an adaptive filter made in the form of series-connected master unit, non-recursive filter, adder and threshold element, the output of the latter connected to the control input of the master unit, the first input of which is the information input of the device and connected to the parametric input filter and the second input of the adder, a periodic signal generator and an amplitude-phase corrector, the output bus of which forms the first output bus, characterized in that, in order to expand functionality by highlighting the fundamental harmonic and all the other components of the transient process, an additional spectral analyzer, series-connected harmonic generator, calculator and computational unit, series-connected decision block and logarithmic block are introduced, while the parametric the input of the periodic signal generator is connected to the second output of the master unit, the output to the inverse input of the adder and the input of spectral analysis jam, the output of which is connected to the control input of the amplitude-phase corrector, the output of which is connected to the input of the harmonic generator, the second input of the subtractor is connected to the first input of the driver unit, the inputs of the amplitude-phase corrector and decision unit are connected to the first output of the driver, the output of the logarithmic block the second output bus and is connected to the second input of the computing unit, the output of which forms the third output bus.
SU4929176 1991-04-18 1991-04-18 Device for division constituents of short-circuit current RU2012086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929176 RU2012086C1 (en) 1991-04-18 1991-04-18 Device for division constituents of short-circuit current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929176 RU2012086C1 (en) 1991-04-18 1991-04-18 Device for division constituents of short-circuit current

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012086C1 true RU2012086C1 (en) 1994-04-30

Family

ID=21570685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4929176 RU2012086C1 (en) 1991-04-18 1991-04-18 Device for division constituents of short-circuit current

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012086C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536857C1 (en) * 2013-06-20 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for separation of added electrical value
RU2564536C1 (en) * 2014-06-26 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for extraction of added electrical value
RU2591051C1 (en) * 2015-11-06 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining sinusoidal component of short-circuit current
RU2784370C1 (en) * 2022-03-22 2022-11-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for separating the terms of an electrical quantity

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536857C1 (en) * 2013-06-20 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for separation of added electrical value
RU2564536C1 (en) * 2014-06-26 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for extraction of added electrical value
RU2591051C1 (en) * 2015-11-06 2016-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining sinusoidal component of short-circuit current
RU2784370C1 (en) * 2022-03-22 2022-11-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for separating the terms of an electrical quantity
RU2801742C1 (en) * 2023-02-21 2023-08-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for separating the terms of an electrical quantity from measurements of various devices
RU2821152C1 (en) * 2024-03-19 2024-06-17 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method of determining frequencies of terms of electric quantity of asynchronous mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jones Hard-limiting of two signals in random noise
Zadeh A contribution to the theory of nonlinear systems
EP0007729A1 (en) Low pass digital averaging filter and method of recovering a low frequency component of a composite analog waveform
Sherman et al. Description of pulse dynamics in Lorentz media in terms of the energy velocity and attenuation of time-harmonic waves
RU2012086C1 (en) Device for division constituents of short-circuit current
EP0322518B1 (en) Digital protective relay
US3833797A (en) Statistical noise processor
US4852034A (en) Digital filter
Samadi et al. Explicit formula for predictive FIR filters and differentiators using Hahn orthogonal polynomials
RU2107302C1 (en) Method of determination of electric mains frequency
Kodek An algorithm for the design of optimal finite word-length FIR digital filters
SU788363A1 (en) Digital frequency multiplier
SU822070A1 (en) Spectrum analyzer
Kekre et al. Frequency domain and sequency domain filtering of nuclear spectral data
RU2012029C1 (en) Non-linear correcting device
SU995282A1 (en) Multichannel filtering device
SU817663A1 (en) Digital time interval meter
SU974342A1 (en) Device for reading control system dynamic characteristics
SU752347A1 (en) Device for computing coefficients of generalized discrete functions
SU1732433A1 (en) Recursive digital filter
SU739544A1 (en) Digital correlator
SU1111220A1 (en) Device for high-speed current protecting a.c.installation
SU789915A2 (en) Pulse signal analyzer
SU446884A1 (en) Device for determining the attenuation coefficient of the approximating exponential correlation function of a random process
SU1167618A1 (en) Polyphase interpolator