СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА (ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ)
METHOD FOR DETERMINING INSTANTANEOUS VALUES OF MODE PARAMETERS (CURRENTS AND VOLTAGES)

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 величин 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, а также неотстроенность от апериодических составляющих, имеющихся в токах короткого замыкания.
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.)
Недостатком способа является необходимость пяти выборок, что увеличивает время работы релейной защиты. Устранить этот недостаток предлагается способом, основанным на трех выборках. Текущее значение вычисленного вторичного тока и его производная определяют как:
где ω⋅Δt - интервал дискретизации, выраженный в секундах, i(t) - ток второй выборки, i(t - Δt) - ток первой выборки, i(t - Δt) - ток третьей выборки.
Преимущество предлагаемого способа перед прототипом - в два раза меньшее время, необходимое для выборок. Это очень существенно, если насыщаются магнитопроводы трансформаторов тока, в результате чего последние выборки могут быть недостоверными.
Достоинство способа перед аналогом является фильтрация апериодических составляющих в токах короткого замыкания. Причем, чем больше постоянная составляющая в токе короткого замыкания, тем большая степень фильтрации апериодических составляющих. Это иллюстрируется чертежом, на котором изображена апериодическая составляющая тока короткого замыкания с постоянной времени эквивалентного сопротивления сети относительно точки короткого замыкания, равной 0,05 с. Числитель в формуле, определяющей текущее значение тока, есть разность средней выборки и суммы двух крайних значений. Чем больше постоянная времени, тем меньше эта разность. Аналогично уменьшено значение апериодической составляющей в вычисленной производной тока. Это позволяет использовать алгоритмы защит, основанных на анализе изменения параметров основной частоты.
Значения интервала дискретизации и соответственно синуса и косинуса углов интервала дискретизации, выраженных в радианах, принимаются постоянными, не зависящим от изменения частоты. Влияние изменения частоты исключается, если использовать способ отсчета мгновенных значений напряжений и токов согласно изобретению №2625172.