Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия

_R

U_m = Jul ₊ ul

(14.52)

или по трем отсчетам, когда три последовательных мгновенных значения со­ставляющей основной частоты фиксируются через равные интервалы времени.

Определение фазовых сдвигов у практического значения не представляет, так как полную информацию о синусоидальном сигнале дают результаты из­мерений U_m и со (или/).

Измерения частоты основаны на счете числа периодов входного сигнала за определенный промежуток времени или на фиксировании количества им­пульсов эталонного генератора за несколько периодов входного напряжения. Формула для определения частоты синусоидального сигнала по двум отсчетам t_n и t_n — At мгновенных значений ортогональных составляющих:

/п

1

2nAt

arccos

^Um ^Us(n-l) ^{+ U}cn ^Uc(n-\)

ul + ul '

(14.53)

Повышенная помехоустойчивость при умеренных требованиях к быстро­действию отличает определение информационных параметров на основе ци­фровой обработки интегральных значений сигналов, относящееся к аналого-цифровым. Для определения фазового сдвига между векторами двух сигналов и, и й₂ формируется их разность. При этом модуль разности фаз 5 определя­ется по интегральным значениям исходных сигналов и их разности:

■ul

|S|

= arccos

Щ + Щ

2U,U₂

(0 < 5 < я).

(14.54)

Определение частоты предполагает преобразование входного напряжения в прямоугольные импульсы стабильной амплитуды с длительностью и паузой, соответствующими положительному и отрицательному полупериодам.

Времяимпульсный метод полностью основан на замене синусоидального несущего процесса последовательностью импульсов постоянного тока прямо­угольной формы. Амплитуда, фаза и частота преобразуются в единый инфор­мационный параметр и длительность прямоугольных импульсов. При опреде-

7-

6-

5-

4

3

Д(, мс

г\

Рис. 14.22. Зависимости шага дискретизации от разрядности АЦП:

1-8 = 2,5 %, к = 50; 2-Ь= 2,5, к = 150; 3-8„ = 5, к = 50; 4 - 8„ = 5, к = 150

1

о

10 11 12 13 14 15

5 6

14.8. Микропроцессорная защита электроустановок

461

лении амплитуды по моментам перехода — мгновенным значениям напряже­ния через уровни опорных напряжений формируются три однополярных пря­моугольных импульса (рис. 14.23).

Прямоугольные импульсы и, и и₂ соответствуют длительностям превыше­ния по абсолютной величине мгновенными значениями u_m(t) уровней поло­жительного U_onl и отрицательного U_onl опорных напряжений. Однополярные прямоугольные импульсы u_s формируются по моментам перехода мгновенны­ми значениями u_m(t) через нулевой уровень и соответствуют периоду входно­го сигнала. Измерив длительности t_t и t₂ импульсов и_х и и₂, длительность Т им­пульса к₃> можно определить амплитуды положительной U_mt и отрицательной U_m2 полуволны сигнала u_m(t) с учетом текущего значения частоты. Из времен­ных диаграмм (см. рис. 14.23) амплитуда положительной полуволны U_ml сиг­нала связана с уровнем опорного напряжения U_on] зависимостью

тт тт ■ I ^{П Ю?}1 I тт Щ

U_mt = t/„,sin| - + -^1 = U_mlcos-^

Отсюда

(14.55)

nt,

(14.56)

Ч.,

cos-

U_ml/

Аналогично на­ходится амплитуда отрицательной полуволны U_m2. Амплитуда сигнала u_m(t) определяется как среднеарифметическое значение амплитуд U_ml и U_m2.

Формирование симметричных составляющих и интегральных значений входных сигналов в измерительных органах микропроцессорных защит осно-

и, О

"2 О

^J3 О

Рис. 14.23. Временные диаграммы импульсного преобразования амп­литуды

462