变电所综合自动化2013-3.ppt

3.2 交流采样算法的分类 现有的算法种类很多，按它们所反映的输入量情况或反映继电器动作情况来分类，可分为： 2、周期函数模型算法 假定被采样的电压和电流信号是不仅含有纯正弦量而且含有高次谐波的周期函数，以此为基础由采样数字序列中计算出电压、电流的幅值（有效值）、相位以及功率和测量阻抗的量值。 4、输电线路物理模型算法 假定被采样的电压、电流信号满足输电线路微分方程或积分方程，由此计算出各参量。 假设被采样的电压电流信号都是纯正弦特性，不含非周期分量，又不含高频分量。 一、最大值算法与半周积分算法 1、最大值算法 在每半周期中取其采样值的最大值作为幅值，取其采样值过零点时对应的电角度作为相位值。但由于采样值不一定刚好落在最大值时刻，因此所取值与实际的最大值存在一个误差。幅值的最大误差出现在何处？ 最大误差为： 3.4输入量为随机函数的算法－－最小二乘算法 1、最小二乘算法原理简介 高斯为了获得天体不同时刻准确的位置，对天体运行进行了多次观察以获得天体的准确的运动轨迹，由此便可确定任意时刻的相对位置。 如设天体的运动轨迹满足以下方程 取 时，上式简化为 用 代以 （或以 代以 ），并取 　　得 将三个采值适当组合可得到 由以上三式可得 三采样值积简化算法与二采样值积算法比较，三采样值算法只需等侍 约为3.32ms，速度较快，而二采样值算法需要等待 约为5ms；另外三采样值算法运算量要大些。 　 一、傅里叶算法——周期函数模型算法 上节所述的算法是按输入信号为正弦函数考虑的，但电力系统在故障状态下输入继电保护装置的信号不是纯正弦的，其它分量往往相当大，当采用前述算法之前，要求严格的预滤波，将预滤波与算法作统一考虑时，所占的计算机时间与计算容量就比较大。 傅里叶算法则是假设输入信号是周期函数，这与输入信号实际情况非常接近。 3.3输入量为周期函数算法 如设输入电流信号为 、 、 ——分别为直流分量、余弦项和正弦项的n次谐波系数 上式也可表示为 1、傅里叶算法的原理 假设输入信号是周期函数（含有直流和大量的高次谐波），其周期为T，则可展成傅氏级数。 6.8.1 6.8.2 可通过下式求出各谐波项的系数： 设采样周期为 ，一个周期采样N个点，则 ，根据连续函数的积分与面积求和之间的关系可得： 上两式的关系为 6.8.2 6.8.3 当n=1时电压、电流计算式 6.8.4 6.8.5 傅氏 算法 由此可知若输入信号中含有直流分量和高次谐波，通过傅氏算法则可滤除这些成分。所以傅氏算法能滤除直流分量和高次谐波，滤波特性较好。若输入信号中含有衰减的直流分量时将造成误差。另外由于需要N个点参与运算，故需等待20ms，所以等待时间较长。 输入u为含 有各谐波量 输出为不含谐波的 基波的幅值U1C和U1S 6.8.6 y、x为天体的坐标， a,b,c为常量，则关键是确定a,b,c三个量，从方程可以看出共有三个未知量， 6.9.1 * 3 综合自动化系统常用算法 通过变送器测量电量的方法是：首先将被测电量经电量变送器变换成直流信号，然后将直流信号送入采样保持器、A／D转换器，CPU从A／D转换器内读出转换后的数字量，经标度变换计算得所测电量值。 变送器测量方式中，电量变送器将流互CT、压互PT送来的交流电量变换成与原交流电量值成线性正比关系的直流电量，转换后的直流电量范围一般是直流电压0～5V，直流电流为0—1mA。 CPU读取转换后的数字量经标度变换计算，得到原电量值。 3.1 电量变送器 电量变送器一般有电压变送器、电流变送器和功率变送器，下面我们分别讲述三种变送器的主要原理。 一、交流电流变送器 交流电流变送器的主要任务就是将交流电流(由电流互感器CT次边送来)变换成额定值为5V的直流电压，交流电流变送器的原理接线图如图所示。 三、功率变送器 我们下图所示的桥式开关电路方案来说明单相功率的测量原理。流过仪表的平均电流I0为: I0=(i T1-i T2)/T=i (T1-T2)/T 如果让这些开关的动作受电压U的控制，使 (T1-T2)/T=KU，那末I0=i (T1-T2)/T=Ku i =KP就和功率成正比了。 功率变送器是用来测量工频电路中的有功和无功功率，把被测电功率变换成和它成线性关系的直流电压。每个功率测量部件为一个时间差值乘法器。 方波发生器电路 PWM电路 开关电路 移相电路 1、正弦函数模型算法 它是基于被采样的电压和电流是