第三章微机继电保护基础分解.ppt

目前，已提出的算法有很多种，分析和评价各种不同算法优劣的标准是精度和速度。速度包括算法所要求的采样点数(或称数据窗长度)和算法的运算量。精度和速度是相互矛盾的。若要求计算精度往往要利用更多的采样点和进行更多的计算量和工作量。 所以研究算法的实质是如何在速度和精度两方面进行权衡。还应当指出，有些算法本身具有数字滤波的功能，有些算法则需配合数字滤波器一起实现。因此评价算法时还要考虑它对数字滤波的要求。 一 . 突变量电流算法 继电保护装置的起动元件用于反应电力系统中的扰动或故障。微机保护装置中的起动元件是由软件来实现的。它的工作原理目前一般多采用反映两相电流差的突变量。其公式为 其中 式中： N——工频每周采样点数 ——当前时刻的采样值 ——一周前对应时刻的采样值 ——两周前对应时刻的采样值 以△Iab为例分析： ⑴正常运行时，起动元件不动作。 ⑵电力系统正常运行但频率发生变化偏离50Hz时，此时△Iab仍为零或很小。 ⑶系统发生故障时 , △Iab反映了故障电流的突变量。 2. 采用相电流差突变量构成的起动元件比相电流突变量起动元件有两点好处 ： ⑴对各种相间故障提高了起动元件的灵敏度。例如对于两相短路灵敏度可提高一倍； ⑵抗共模干扰能力强。 二. 半周积分算法 半周积分法依据是一个正弦信号在任半 个周期内绝对值的积分正比于其幅值。 在微机保护中，可利用矩形法则近似求出公式中的积分值 求出积分值S后，可求出电流有效值 求出的有效值会包含误差，其误差由两个因素引起： （1）由梯形法近似求面积引起。因此，误差值随采样频率的提高而减少。 （2）在同样的采样频率下计算出的S值与第一个采样点的初相角有关。 半周积分算法需要的数据窗为10ms。该算法本身 具有一定的滤除高频分量的作用。因为在积分过程中, 某些谐波分量的正、负半周相互抵消，而剩余的未被 完全抵消的部分所占的比重就小的多了。 但是该算法不能滤除直流分量。由于该算法运算 量小，因而在一些对精度要求不高的电流、电压保护 中采用这种算法。必要时可以用差分滤波器来抑制信 号的直流分量。 三. 傅里叶级数算法 （一）基本原理 傅里叶级数算法本身具有滤波作用，它假定被采样模拟信号是一个周期性时间函数，除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波，可表示为 1. 根据付氏级数的原理，可求基波（即求a1和b1 ） 基波分量为 X1和a1同a1和b1之间的关系 用微机处理时，离散化的公式为: 2.利用傅里叶算法计算谐波分量 傅立叶算法谐波分量的计算公式如下： （二）滤波特性 1. 实际上故障电流中的非周期分量不是纯直流而是按指数规律衰减的。由于频谱曲线是连续的，表明在衰减直流分量中不但含有纯直流分量，还有低频分量和分次谐波。 2. 另外，对于输电线保护来说，由于线路分布电容而造成的暂态高频分量的主要频率成分取决于行波的故障点和保护安装处母线之间来回反射所需要的时间，它不一定是基频分量的整数倍，而这些高频分量也都是随时间不断衰减。 因此，短路后的电流和电压都不是周期函数。 对比式（3-25）可见， 和 有相同的表达式，说明 正是离