熟知微機繼電保護測試儀演算法原理,使用時更加得心應手

熟知微機繼電保護演算法的原理,足矣有效的保障我們在使用

微機繼電保護測試儀

檢測繼保裝置時更加得心應手。傳統的繼電保護是直接或經過電壓形成迴路把被測訊號引入保護繼電器,繼電器按照電磁感應、比幅、比相等原理作出動作與否的判斷。而微機繼電保護測試儀是把經過資料採集系統量化的數字訊號經過數字濾波處理後,透過數學運算、邏輯運算,並進行分析、判斷,以決定是否發出跳閘命令或訊號,以實現各種繼電保護功能。這種對資料進行處理、分析、判斷以實現保護功能的方法稱為微機保護演算法。

熟知微機繼電保護測試儀演算法原理,使用時更加得心應手

分析和評價各種不同的演算法優劣的標準是精度和速度。速度有包括兩方面:一是演算法所要求的取樣點數(或稱資料窗長度);二是演算法的運算工作量。所謂演算法的計算精度是指用離散的取樣點計算出的結果與訊號的實際值的逼真程度。如果精度低,則說明計算結果的準確度差,這將直接影響保護的正確判斷。演算法所用的資料窗直接影響保護的動作速度。因為電力系統繼電保護應在故障後迅速做出動作與否的判斷,而要做出正確的判斷必須用故障後的資料計算。一個演算法採用故障後的多少採樣點才能計算出正確的結果,這就是演算法的資料窗。但是,半周傅氏演算法不能濾除偶次諧波和恆溫直流分量,在訊號中存在非週期分量和偶次諧波的情況下,其精度低於全周傅氏演算法。而全周傅氏演算法的資料窗要長,保護的動作速度慢。顯然精度和資料窗之間存在矛盾。一般地,演算法用的資料窗越長,計算精度越高,而保護動相對較慢,反之,計算精度越低,但保護的動作速度相對較快。

目前,在微機繼電保護測試儀中採用的演算法基本上可以分為兩類。一類是直接由取樣值經過某種運算,求出被測訊號的實際值再與定值比較。例如,在距離保護裝置中,利用故障後電壓和電流的取樣值直接求出測量阻抗或求出故障後保護安裝處到故障點的R、X,然後與定值進行比較。在電流、電壓保護中,則直接求出電壓、電流的有效值,與保護的整定值比較。另一類演算法是依據繼電器的動作方程,將取樣值帶入動作方程,轉換為運算式的判斷。同樣對於距離保護,這種演算法不需要求出測量阻抗,而只是用故障後的取樣值帶入動作方程進行判斷。

微機繼電保護測試儀對計算機速度的要求特別高。由於反映工頻電氣量的保護設有濾波環節,前置模擬濾波系統中也有延時,各種保護的演算法都需要時間,因此在其他條件相同的情況下,儘量提高演算法的計算速度,縮短響應時間,可以提高保護的動作速度。在滿足精度的條件下,在演算法中通常採用的計算速度,縮短響應時間,可以提高以減小計算工作量,或採用兼有多種功能(例如濾波功能)的演算法以節省時間等措施來縮短響應時間,提高速度。

在一套具體的微機繼電保護測試儀中,採用何種演算法,應視保護的原理以及對計算精度和動作快速性的要求合理選擇。繼電保護的種類很多,按保護物件分有元件保護、線路保護等;按保護原理分有差動保護、距離保護和電壓、電流保護等。然而不管哪一類保護的演算法,其核心問題歸根結底不外乎是算出可表徵被保護物件執行特點的物理量,如電壓、電流等的有效值和相位以及阻抗等,或者算出它們的序量值、基波分量、某次基波分量的大小和相位等。有了這些基本電氣量的計算值,就可以很容易地構成各種不同原理的保護。可以說,只要找出任何能夠區分正常與短路的特徵量,微機保護就可以予以實現。

計算精度是保護測量元件的一個總要指標,高精度與快速動作之間存在著矛盾,一般要求根據實際需要進行協調以得到最合理的結果。在選用準確度的數學模型及合理的資料窗長度的前提下,計算精度與有限字長有關,其誤差表現為量化誤差和舍入誤差兩個方面。為了減小微機繼電保護測試儀量化誤差,在保護中通常採用的A/D晶片至少是12位的,而減小舍入誤差則要增加字長。原文http://www。whlongdian。com/jishutiandi/suanfa00。html