第四讲微机保护的硬件原理与算法.ppt

第三章 微机保护的算法 第一节 概述 定义 根据模数转换器提供的输入电气量的采样数据进行分析、运算和判断，以实现各种继电保护功能的方法称为算法 分类 根据采样值计算出保护需要的量值，求电压、电流、再计算阻抗，然后和定值比较 直接模拟模拟型保护判据，判断故障是否在区内。 评价指标 精度和速度 第三章 微机保护的算法 第二节 假定输入为正弦量的算法 ——角频率 I ——电流有效值 Ts ——采样间隔 ——电流初相角 第二节 假定输入为正弦量的算法 2－1 两点乘积算法 若i1，i2是相差90o的两个采样值，采样时刻分别为n1，n2，则 应为wn1Ts 第二节 假定输入为正弦量的算法 第二节 假定输入为正弦量的算法 直接计算线路电阻和电抗，将电压和电流写成复数形式 电抗和电阻 第二节 假定输入为正弦量的算法 2－2 求导数法 知道一点采样值和它在该点的导数值，可求得该正弦函数的幅值和相位 电抗和电阻 第二节 假定输入为正弦量的算法 如何知道该点的导数值呢？ 取前后两点的采样值，然后用差分代替求导，用两点间直线斜率代替该电点的导数。 例如求t1时刻（为n1，n2采样时刻的中点）的导数，可以得到中值差分 为了保证精度，该点的瞬时值要和求导数的值位于同一点，瞬时值用前后两点的平均值代替 第二节 假定输入为正弦量的算法 图解 对于高频分量尤为敏感，要求高采样率 第二节 假定输入为正弦量的算法 2－3 半周积分算法 任意半个周期内的绝对值积分是常数。据此，可以获得正弦有效值 第二节 假定输入为正弦量的算法 图解 具有一定滤高频能力，但是不能滤直流分量 第二节 假定输入为正弦量的算法 2－4 平均值、差分值的误差分析 在继电保护中，经常需要求取瞬时值、微分值和积分值。一般的做法就是： 用平均值近似代替瞬时值 用差分值代替微分值 用梯形求和代替积分 误差是必然存在的，但对于正弦，这个误差可以消去。 第二节 假定输入为正弦量的算法 用平均值近似代替瞬时值的无误差修正 两者只差一个常系数，计算结果乘上它。 第二节 假定输入为正弦量的算法 用差分值代替微分值的无误差修正 二者差一个常系数，计算结果乘上它 第三章 微机保护的算法 本讲小结 介绍了网络化微机保护硬件结构 介绍了最简单的正弦幅值和相位算法 作业 推倒采样间隔为30o的两点乘积算法？ 第三章 微机保护的算法 第三节 突变量电流算法 3－1 原理 叠加原理：故障后系统可以分解成正常负荷网络和故障附加网络的叠加 第三节 突变量电流算法 第三节 突变量电流算法 第三节 突变量电流算法 第三节 突变量电流算法 第三节 突变量电流算法 第三节 突变量电流算法 第三章 微机保护的算法 第四节 傅立叶级数算法 4－1 基本原理 傅立叶级数：设x(t)是一个周期为T的时间函数（信号），则可以把它写成 第四节 傅立叶级数算法 根据三角函数的正交性，可得基波分量的系数 写成复数形式 X1的有效值和相位 第四节 傅立叶级数算法 适于微机计算离散化需要，a1 b1的积分可以用梯形法 则求得 N－基波信号一周采样的点数，一共使用N＋1个采样值 Xk－第k点采样值 X0，Xk首末点采样值 第四节 傅立叶级数算法 对于基波工频，当N＝12，即30o一个采样点时 第四节 傅立叶级数算法 附注说明： 1. X(t)是周期函数，求a1，b1可以使用任意一段X(t)，也就是该正弦函数取不同初相角。 2. 随着所取X(t) “段”的不同，相当于起点位置的不同、或者初相角的不同，a1，b1取得不同的值。换句话说， a1，b1 是起点位置的函数。若设起点是t1，则 第四节 傅立叶级数算法 3. 对于基波相量的移相，可以通过对基波相量进行任意角度的旋转来得到 第四节 傅立叶级数算法 4. 求取了基波相量后，可以进一步使用对称分量法实现“滤序”功能 ------ 分别为A相正序、负序和零序的对称分量； ------ 分别为A、B、C三相的基波相量；