Способ определения производной синусоидальной составляющей параметра режима
Владельцы патента RU 2676942:
Королюк Юрий Федорович (RU)
Лесных Елена Владимировна (RU)
Бурянина Надежда Сергеевна (RU)
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях и системах для контроля их режимов, в том числе при создании цифровых релейных защит автоматики. Сущность: для определения производной контролируемого параметра, которым может быть ток или напряжение, вводят в память управляющей ЭВМ таблицы значений синусов и косинусов углов от угловой частоты, фиксируют момент изменения знака контролируемого параметра, измеряют величину контролируемого параметра через интервал времени от момента смены знака контролируемого параметра до момента измерения контролируемого параметра. Производную контролируемого параметра определяют как косинус угла от момента изменения знака контролируемого параметра до момента измерения, умноженного на отношение величины измеренного параметра к синусу угла угловой частоты. Технический результат: уменьшение времени определения производной и уменьшение апериодической составляющей.
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях и системах для контроля нормальных и аварийных режимов. В частности, при создании цифровых релейных защит и автоматики. Актуальность предполагаемого изобретения основывается на том, что появляется возможность обеспечить необходимое быстродействие защит загруженных элементов электрических сетей до того момента, когда измеряемые токи достигнут максимальных значений.
Известен способ измерения значений токов и напряжений, необходимых для сравнения с уставками релейных защит и автоматики. (Аналог. Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1984 - 520 с. ). Релейная защита фиксирует момент времени, когда измеряемая величина становится равной уставке защиты. Недостатком способа является увеличенное время реагирования при коротких замыканиях на границе зоны защиты.
Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на использовании пяти измерений контролируемого параметра в течении периода. Текущее значение определяется вычислением из трех измеренных значений, разделенных половиной периода, а производная - из двух. (Прототип. Грешнов, Е.Б., Королюк Ю.Ф. «О выборе интервала дискретизации вводимых в ЭВМ аналоговых параметров для программируемых защит», Электронное моделирование, 1982, №5, с. 71-73.) Амплитудное значение параметра определяется как квадратный корень из суммы квадратов текущего значения и производной. Недостатком способа является сравнительно большое время контролирования параметра. Кроме того, результат вычисления производной параметра содержит увеличенное остаточное значения апериодической составляющей по сравнению с остаточным значением апериодической составляющей в вычисленной величине текущего значения.
Целью настоящего изобретения является уменьшение времени вычисления значения производной периодической составляющей контролируемого параметра и уменьшение апериодической составляющей.
Для выполнения алгоритмов релейной защиты интервал дискретизации принят значительно меньшим половине периода. Как правило, частота дискретизации принимается равной 1200-1600 Гц. Т.е., количество измерений фиксируемых параметров за период равно 24-32. При частоте дискретизации, равной 1600 Гц, интервал дискретизации будет равным 0,625 мс.
Предлагаемый способ сводится к следующему:
1. Вводят в память управляющей ЭВМ таблицы значений синусов и косинусов углов от угловой частоты: sin(ω*t) и cos(ω*t), где ω - угловая частота.
2. Фиксируют момент времени смены знака контролируемого параметра.
3. Выполняют измерение контролируемого параметра через интервал времени tk после смены его знака. Так как момент измерения после смены знака контролируемого параметра может быть очень мал, желательно использовать измеренное значение контролируемого параметра после второго-четвертого интервала дискретизации, следующего за сменой знака контролируемого параметра. Текущее значение в момент времени t вычисляют как:
где а - некоторое число, зависящее от величины интервала дискретизации.
4. Измеряют время tk от момента смены знака контролируемого параметра до момента измерения контролируемого параметра.
5. Производная контролируемого параметра будет равна:
или 
.
Способ определения производной параметра режима (тока, напряжения), основанный на измерении мгновенных величин контролируемого параметра, отличающийся тем, что с целью уменьшения времени определения производной и уменьшения апериодической составляющей создают таблицы значений синусов и косинусов углов от угловой частоты, фиксируют момент изменения знака контролируемого параметра, измеряют величину контролируемого параметра через интервал времени от момента смены знака контролируемого параметра до момента измерения контролируемого параметра, производную контролируемого параметра определяют как косинус угла от момента изменения знака контролируемого параметра до момента измерения, умноженного на отношение величины измеренного параметра к синусу угла угловой частоты.
