Применение схем фазовой автоподстройки частоты в измерительных органах тока и напряжения микропроцессорных устройств релейной защиты

Дата поступления: 
13.04.2020
Библиографическое описание статьи: 

Менакер К. В. Применение схем фазовой автоподстройки частоты в измерительных органах тока и напряжения микропроцессорных устройств релейной защиты / К.В. Менакер, М. В. Востриков, В.А. Тихомиров // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – № 3(67). – С. 180–189. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).180-189

Рубрика: 
Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
620.91
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.3(67).180-189

Файл статьи: 
Страницы: 
180
189
Аннотация: 

В статье рассматривается возможность реализации схем фазовой автоподстройки частоты в измерительных органах тока и напряжения микропроцессорных устройств релейной защиты. Показано, что применение схем фазовой автоподстройки частоты вместо цифровых фильтров позволяет достоверно выделить первую гармонику измеряемого сигнала, отследить изменение частоты без использования сложных алгоритмов определения числа выборок и значительно упростить устройства релейной защиты. Для этих целей рассмотрены реальные осциллограммы тока и напряжения на выходе измерительных трансформаторов, произведена линейная интерполяция сигналов с последующим разложением в ряд Фурье. Осуществлен синтез схемы фазовой автоподстройки частоты в известной программе электронного моделирования «Multisim 11.0», синтезированы исследуемые сигналы, проведена имитационная проверка. Использование схем фазовой автоподстройки частоты с целью выделения первой гармоники позволит снизить погрешность за счет точной подстройки частоты и фазы управляемого генератора, осуществляющего генерацию первой гармоники, к фазе и частоте измеряемого сигнала, поступающего с выхода трансформатора тока или напряжения, а также упростить существующую схему релейной защиты марки ЦЗА-27,5-ФКС, уменьшив число ее ложных срабатываний. Экспериментальная проверка подтвердила практическую возможность использования схем фазовой автоподстройки частоты в микропроцессорных устройствах релейной защиты в качестве первичных преобразователей измерительных органов тока и напряжения. Проведенные исследования также показали целесообразность снятия токового сигнала без применения измерительных трансформаторов путем размещения измерительной обмотки поверх проводника с током. Данный способ позволяет исключить искажения измеряемого сигнала, однако из-за низкого уровня сигнала требует проведения дополнительных исследований.

Список цитируемой литературы: 
  1. Реализация цифровых фильтров в микропроцессорных устройствах релейной защиты / Ю.В. Румянцев, Ф.А. Романюк, В.Ю. Румянцев и др. // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энергет. объединений СНГ. 2016. № 5 (59). С. 397–417.
  2. Phadke A.G., Thorp J.S. Synchronized Phasor Measurements and their Applications. Springer Science & Business Media, 2008. 248 p.
  3. Романюк Ф.А. Информационное обеспечение микропроцессорных защит электроустановок. Минск : Технопринт, 2001. 133 с.
  4. Востриков М.В., Менакер К.В., Ушаков В.А. Применение схем фазовой автоподстройки частоты для выделения первой гармоники в микропроцессорных устройствах релейной защиты фидеров контактной сети // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы Девятой Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2018. C. 629‑633.
  5. Востриков М.В., Менакер К.В., Ушаков В.А. Повышение надежности работы микропроцессорной защиты фидеров контактной сети на основе использования схем ФАПЧ // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы Девятой Междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2018. С. 263‑268.
  6. Копьев В.Н. Релейная защита. Принципы выполнения и применения. Томск : Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2009. 153 с.
  7. Дьяков А.Ф., Овчаренко Н.И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем : учеб. пособие для вузов. М. : Издательство МЭИ, 2000. 199 с.
  8. Перспективные технологии реализации микропроцессорных защит линий распределительных сетей / Ф.А. Романюк и др. // Перспективные материалы и технологии. Витебск, 2015. T. 1. С. 115–139.
  9. Романюк Ф.А., Румянцев В.Ю. Аналого-цифровая частотная фильтрация входных сигналов релейной защиты // Изв. высш. учеб. заведений и энергет. объединений СНГ. Сер.: Энергетика. Минск, 1994. № 3-4. С. 7–12.
  10. Забродин Ю. С. Промышленная электроника : учебник для вузов. М. : Высшая школа, 1982. 496 с.
  11. Влияние насыщения трансформаторов тока на работу токовых защит / Ф.А. Романюк и др. // Изв. высш. учеб. заведений и энергет. объединений СНГ. Сер.: Энергетика. Минск, 2010. № 1. С. 5–9.
  12. Гуревич В.И. Микропроцессорные реле защиты: новые перспективы или новые проблемы // Промышленная энергетика. 2006. № 3-4. С. 15–19.
  13. Менакер К.В., Востриков М.В. Создание высокоэффективных импульсных источников электропитания на основе схем ФАПЧ // Силовая электроника. 2016. Т. 6. № 63. С. 44–47
  14. Епифанов Е.Л., Филиппов С.А., Востриков М.В. Проблемы существующих устройств релейной защиты фидеров контактной сети и пути их решения // 115 лет железнодорожному образованию в Забайкалье: образование – наука – производство. 2017. Т. 1. С. 217–223.
  15. Востриков М.В., Филиппов С.А., Яковлев Д.А. Повышение надежности перевозочного процесса за счет внедрения устройства адаптивной дистанционной защиты резервных ступеней фидеров контактной сети // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. 2017. Т. 1. С. 745–748.
  16. Электронные преобразователи / B.C. Цыбульский, Л.А. Астраханцев, Н.Л. Рябченок и др. // Железнодорожный транспорт. 2008. № 10. С. 54–55.
  17. Пат. 2708684 Рос. Федерация. Устройство фильтрации и выделения первой гармоники в микропроцессорных устройствах релейной защиты фидеров контактной сети на основе схем ФАПЧ / Менакер К.В. и др. № 2018134810; заяв. 01.10.2018.