RU2308137C1 - Способ определения интервалов однородности электрической величины - Google Patents
Способ определения интервалов однородности электрической величины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308137C1 RU2308137C1 RU2006122571/09A RU2006122571A RU2308137C1 RU 2308137 C1 RU2308137 C1 RU 2308137C1 RU 2006122571/09 A RU2006122571/09 A RU 2006122571/09A RU 2006122571 A RU2006122571 A RU 2006122571A RU 2308137 C1 RU2308137 C1 RU 2308137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- direct
- filter
- intervals
- dimensional signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области релейной защиты и решает задачу выделения стационарных частей процесса, протекающего в электрической системе. В способе осуществляется настройка адаптивного фильтра на модельный сигнал, который может видоизменяться, разделение настроенного фильтра на два преобразователя - прямой с положительными масштабными множителями и инверсный с отрицательными, формирование двумерного сигнала в составе выходного сигнала прямого преобразователя и инвертированного сигнала обратного преобразователя, подача двумерного сигнала на исполнительное реле с характеристикой, задаваемой на плоскости. Технический результат - повышение точности определения интервалов однородности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к релейной защите энергообъектов. Задача определения интервалов однородности наблюдаемых процессов, называемая иначе задачей сегментации, требует своего решения в многочисленных приложениях [1-9]: при построении пусковых органов релейной защиты, реагирующих на факт возникновения короткого замыкания; при восстановлении сигнала, нелинейно искаженного вследствие насыщения трансформатора тока; при выделении аварийной составляющей электрической величины и других.
Настоящее предложение принадлежит к классу способов сегментации, основанных на применении заграждающего фильтра. Обычно используется нерекурсивный цифровой фильтр, настроенный на подавление заданного частотного диапазона [8]. Более общее решение заключается в применении адаптивного фильтра, который настраивается на подавление произвольной электрической величины [9]. С помощью адаптивного фильтра выполняется цифровой спектральный анализ электрической величины, и по ее спектральному составу судят об однородности и характере процесса. Ниже излагается более гибкий способ использования заграждающего фильтра; функциональные возможности нового способа шире, чем у прототипа. В предлагаемом способе могут быть задействованы произвольные модельные сигналы, соответственно он может работать с произвольными, в том числе и весьма малыми, интервалами изменения наблюдаемого процесса.
Положительный эффект достигается в первую очередь за счет применения новой операции - разделения заграждающего фильтра на две части, называемые прямым и инверсным преобразователями входной величины. Предварительно фильтр обучают, настраивая на подавление модельного сигнала, формируемого искусственно или подбираемого из архива цифровых осциллограмм наблюдаемых процессов. А после разделения бывшего фильтра получают от него не один, а два сигнала - от прямого преобразователя и отдельно от инверсного преобразователя, причем второй сигнал еще и инвертируют. Затем из двух полученных сигналов составляют общий двумерный сигнал. Понятие "двумерный" означает, что доставляемая им информация отображается на соответствующей плоскости в виде характеристики срабатывания исполнительного реле. Характеристику задают таким образом, чтобы срабатыванием реле определялось начало интервала однородности электрической величины, а возвратом - его окончание.
В дополнительных пунктах формулы изобретения предлагаются простейшие виды прямого и инверсного преобразователя, а именно те, что получаются при чисто синусоидальной модели электрической величины или при синусоиде с постоянной составляющей.
На фиг.1 приведена схема настройки нерекурсивного заграждающего фильтра; на фиг.2 - схема сегментатора, иначе говоря, структура, реализующая предлагаемый способ; на фиг.3 - фильтр для синусоидальной модели; на фиг.4 - сегментатор для такой модели; на фиг.5 - характеристика исполнительного реле и на фиг.6 - реальная цифровая осциллограмма тока короткого замыкания (КЗ) в электрической системе; ток искажен вследствие насыщения измерительного трансформатора; показан результат работы сегментатора, выделяющего интервалы однородности - участки правильной трансформации тока КЗ.
Нерекурсивный заграждающий фильтр 1 включает в свой состав функциональный блок 2 и оконечный сумматор 3. В свою очередь функциональный блок 2 состоит из инерционного модуля 4, содержащего элементы задержки, и из прямого и инверсного преобразователей 5 и 6. Прямой преобразователь 5 представляет собой масштабирующий сумматор с положительными весами, инверсный преобразователь 6 - масштабирующий сумматор с отрицательными весами. Настройка фильтра осуществляется под контролем нуль-индикатора 7.
После настройки фильтра 1 оконечный сумматор 3 из его структуры устраняется (фиг.2). Взамен в схему формируемого сегментатора вводится инвертор 8 и исполнительное реле 9. Выходным сигналом 10 служит массив номеров отсчетов, образующих в совокупности интервал однородности.
В примере, приведенном на фиг.3 и 4, инерционный модуль 4 состоит из двух элементов задержки 11 и 12, прямой преобразователь 5 представляет собой двухвходовый сумматор, а инверсный преобразователь 6 - масштабирующий элемент 13 с отрицательным множителем (-2cosω0τ), где ω0 - основная частота сети, τ - интервал дискретизации.
Характеристика срабатывания 14 исполнительного реле 9 определяется в процессе обучения сегментатора и располагается в первом и третьем квадрантах плоскости двумерного сигнала вблизи биссектрисы 15.
Используемые обозначения: k - глобальные дискретное время, l - локальное время, u(k) - отсчеты электрической величины; u(l), , - (m+1) - мерная выборка отсчетов; kнач, kкон - границы интервала однородности. Модель электрической величины фиксируется в пределах выборки. Например, модель синусоидальной величины
или смещенной синусоиды
Рассмотрим предлагаемый способ на этих двух примерах.
Адаптивный фильтр 1 настраивается по условию подавления модельного сигнала
Если подать на вход фильтра сигнал (1), то настройка по условию (3) приведет к структуре второго порядка (фиг.3), описываемой уравнением
в чем легко убедиться, подставив (1) в (4).
После настройки схема фильтра трансформируется в схему сегментатора по фиг.4. Фильтр 1 разделяется на два преобразователя, описание которых следует из уравнения (4). К прямому преобразователю 5 относятся слагаемые с положительными множителями
а к обратному преобразователю 6 - с отрицательными. В данном случае это единственное слагаемое
дающее после инвертирования выходной сигнал обратного преобразователя. Сигналы преобразователей 5 и 6 поступают на входы исполнительного реле 9, характеристика 14 которого в случае совпадения реальных величин u(l) с моделью представляет собой два узких сектора, плотно прижатых к биссектрисе 15, а для величин, заметнее отклоняющихся от модели, - более широкие секторы.
Если в процессе обучения сегментатора выяснится, что характеристика 14 недопустимо широка, необходимо будет перейти к модели, более адекватной реальным величинам. В случае модели (2) адаптивный фильтр 1 приобретет третий порядок и будет описываться уравнением
Разделение этого фильтра на прямой и обратный преобразователи исключает из процедуры фильтрации (7) операции вычитания
Важно, что характеристика срабатывания 14 исполнительного реле 9 по мере уточнения модели сохраняет свою форму, но сокращает свою площадь.
Уточняя модель, всегда можно сузить характеристику срабатывания исполнительного реле до размеров, гарантирующих точное определение интервалов однородности в наблюдаемом процессе. В доказательство приведена осциллограмма сложного процесса в электрической системе (фиг.6). Измерительный трансформатор тока вошел в режим глубокого насыщения под воздействием тока КЗ с большой апериодической составляющей. На осциллограмме большими кружками отмечены отсчеты, которые сегментатор, функционирующий по предлагаемому способу с моделью (2), квалифицировал как однородные. Дальнейшая фильтрация множества однородных отсчетов подтвердила, что они принадлежат единому процессу с общей синусоидальной составляющей. Таким образом, данный способ решает задачу сегментации электрической величины в общем виде на основе типовой характеристики исполнительного реле.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1156165, кл. Н01Н 83/22, 1983.
2. Авторское свидетельство СССР №1169042, кл. Н01Н 83/20, Н02Н 3/38, 1983.
3. Авторское свидетельство СССР №1275627, кл. Н02Н 3/38, 1985.
4. Авторское свидетельство СССР №1795508, кл. G09G 1/08, 1990.
5. Патент РФ №1817153, кл. Н01Н 83/22, 1991.
6. Патент РФ №2012086, кл. Н01Н 83/22, 1991.
7. Патент РФ №2012971, кл. Н02Н 3/38, Н01Н 83/20, 1991.
8. Патент РФ №2035815, кл. Н02Н 3/38, Н02Н 7/26, Н01Н 83/22, 1992.
9. Патент РФ №2082270, кл. Н02Н 3/38, Н02Н 7/045, 1994.
Claims (3)
1. Способ определения интервалов однородности (сегментации) электрической величины путем ее преобразования с применением адаптивного нерекурсивного заграждающего фильтра, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, формируют модельный сигнал, настраивают на его подавление адаптивный нерекурсивный заграждающий фильтр, настроенный фильтр разделяют на прямой и инверсный преобразователи, из сигнала прямого преобразователя и инвертированного сигнала инверсного преобразователя составляют двумерный сигнал, подают двумерный сигнал на исполнительное реле, задают характеристику срабатывания исполнительного реле на плоскости двумерного сигнала и по срабатыванию и возврату исполнительного реле судят о начале и окончании интервала однородности электрической величины.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что составляющие двумерного сигнала формируют по закону
u1(k)=u(k)+u(k-2),
u2(k)=2u(k-1)cosω0τ,
где u(k) - отсчеты электрической величины;
φ0 - основная частота;
τ - интервал дискретизации.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что составляющие двумерного сигнала формируют по закону
u1(k)=u(k)+(1+2cosω0τ)u(k-2),
u2(k)=(1+2cosω0τ)u(k-1)+u(k-3).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122571/09A RU2308137C1 (ru) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | Способ определения интервалов однородности электрической величины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006122571/09A RU2308137C1 (ru) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | Способ определения интервалов однородности электрической величины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2308137C1 true RU2308137C1 (ru) | 2007-10-10 |
Family
ID=38953053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006122571/09A RU2308137C1 (ru) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | Способ определения интервалов однородности электрической величины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308137C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540267C1 (ru) * | 2013-08-27 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ определения интервалов однородности электрической величины |
RU2647484C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2018-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Релематика" | Способ определения интервалов однородности (сегментации) электрической величины |
-
2006
- 2006-06-23 RU RU2006122571/09A patent/RU2308137C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2540267C1 (ru) * | 2013-08-27 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ определения интервалов однородности электрической величины |
RU2647484C1 (ru) * | 2016-12-07 | 2018-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Релематика" | Способ определения интервалов однородности (сегментации) электрической величины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5631628B2 (ja) | プラズマrf源測定用マルチレート処理 | |
Zurek et al. | Use of novel adaptive digital feedback for magnetic measurements under controlled magnetizing conditions | |
RU2308137C1 (ru) | Способ определения интервалов однородности электрической величины | |
US4219879A (en) | Digital to analog conversion system | |
JPH069000B2 (ja) | 音声情報処理方法 | |
Singh | LMI approach to stability of direct form digital filters utilizing single saturation overflow nonlinearity | |
RU2316870C1 (ru) | Способ определения интервалов однородности электрической величины | |
CN101536551B (zh) | 装置的响应信号的谐波部分和非谐波部分的确定方法 | |
Wiszniewski | Digital high-speed calculation of the distorted signal fundamental component | |
RU2418268C1 (ru) | Способ определения интервалов однородности электрической величины | |
Morgan | Finite limiting effects for a band-limited Gaussian random process with applications to A/D conversion | |
CN205594336U (zh) | 一种自适应校准采样直流偏置的fpga及智能控制装置 | |
RU2647484C1 (ru) | Способ определения интервалов однородности (сегментации) электрической величины | |
Hagenblad | Initialization and model reduction for Wiener model identification | |
JP2668721B2 (ja) | リミツタ補間型dft演算方式 | |
JP2736810B2 (ja) | 平均値測定装置 | |
RU2082270C1 (ru) | Способ разграничения броска тока намагничивания и тока короткого замыкания | |
Molnar et al. | Noncausal IIR fractional Hilbert transformers with equiripple or flat phase response | |
Muresan et al. | Power Analysis Tools Developed in the LabVIEW Programming Environment | |
JP3612354B2 (ja) | ディジタル形保護継電器における位相角差、周波数差及び周波数演算方法 | |
Brown | Time statistics of noise | |
JP2562046Y2 (ja) | 平均化演算回路 | |
SU947897A2 (ru) | Устройство дл сжати информации | |
ARORA | A potential analogue for discrete-time networks | |
Serov et al. | Approximation of the ADC Aperture Jitter by the Sinusoidal Function to Estimate the RMS Measurement Error |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100624 |