автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Цифровой спектральный анализ и адаптивная обработка входных величин релейной защиты

СЛИКТ- ПЕТКРБУИХЗШЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЮОЩЧЕОШЙ УЮШРОТШ

На пхиваз рукописи УДК 621. 310. 025

АРСЕНТЬЕВ Андрей Пантвлеймонович

ЦИФРОВОЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ Н АДАПТИВНАЯ ОБРАБОТКА ВХОДНЫХ ВЕЛИЧИН РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

14. 02 - Электрические станции (электрическая часть), сотм, электроэнерютичвсюге системы и управяенип ими

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискшою ученой с-тепстт кандидата технических иауи

САНКТ -111! ГКРВУГГ НЮЗ

>

»""l'WiJi

•■ï tu; н идя

О Г;:'КЙ

8ТД5Л

y

""КПЗОта выполнена на кафедре "теоретические основы электротехники" Чувашского государственного университета ш ti.iL Ульянова

Научный руководитель

кандитат технических наук, доцент ». Я. Липец

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор В. К. Вашш

кандидат технических наук 4 ст.н.с. А. А. Шурупов

Ведушдя организация

беероссийский научно-исследователь-ский, ироектно-конструкторский к технологический институт релестроениа {Bfflflff)

Зацига состоится___в тп°° часов в аудитории 32Ь главного

одания на заседании специализированного Совета К 063.38. '¿A Сашу-Петербургского государственного технического унмве;)смтета (1Е5 25£, Санкт-Петербург. Политехническая, 29)

Отзывы на автореферат ь двух экземплярах, йаверенные печатью учреждения, просим присылать по указанному адресу на имя ученого секретаря специализированного Совета ,

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан '993 года

Ученый секретарь специализированного Совета, доцент

А. И. Таджибаев

Цель работы - развитие методов цифровой обработки входных вели- . чин (токов и напряжений) релейной защиты и автоматики (F3A), а именно спектрального анализа и адаптивных алгоритмов, и их практическая реализация.

В работа рсвиотся следам»» вопроси 1. Обоснование применения адаптивных моделей переходных входных величин РЗА и постановка наиболее общей задачи их обработки - спектрального анализа

2. Разработка и исследование алгоритмов цифрового спектрального анализа.

3. Создание прикладного программного обеспечения для обработки цифровых осциллограмм к микропроцессорному регистратору аварийных сигналов в электрической сети (ЭС).

■4. Разработка адаптивных алгоритмов моделирования переходных входных величин РЗА.

5. Разработка и исследование адаптивных фильтров основной гармоники.

6. Разработка и исследование адаптивных фильтров постоянной неличины; создание микропроцессорной системы адаптивного гантроля сопротивления изоляции и средств ее комплексной отладки.

Зажигаются следующие положения: 1. Обоснование параметрической юд°лн переходного процесса в виде разностного производясь го уравнения с периодической функцией основной частоты, решение которого мо-1гелиру|'т (в смысле наименьших квадратов) процессы в ЭС.

2. Методы и алгоритмы цифрового спектрального анализа входных Л'"1 личин РЗА, основанные на предложенной модели.

3. Методига и программа обработки на ПЭВМ цифровых осциллограмм токов и напряжений аварийных режимов ЭС.

4. Алгоритмы адаптивной фильтрации основной гармоники при малом времени наблюдения интенсивных переходных процессов; алгоритмы адаптивного выделения постоянной составляющей.

5. Принцип работы, структура и средства отладки адаптивного микропроцессорного устройства контроля сопротивления изоляции автономной ЭС с изменяемой конфигурацией.

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы: РЗА распознает аварийное состояние ЭС, используя в качестве входной информации токи и напряжения, возникающие при коротком замыкании. Качество обработки входных величин РЗА является существенным фактором эффективности эащиты. По болывей части устройства РЗА используют в качестве информационных пара>,'<>тров лишь основную гармонику промышленной частоты, а в качестве способа

ее выделения- алгоритм Фурье как полосовой фильтр с вадаиной частотной характеристикой. Между тем, короткие замыкания сопровождаются переходными процессами, состав которых варанее не определен. Единственная возможность преодолеть противоречие между быстродействием и избирательностью алгоритмов обработки входных величин состоит в применении айаптквнш измерительных процедур, приближающих модель к реальному процессу. Кх использование сдерживается до настоящего времени но только вычислительной сложностью адаптивных алгоритмов, но и недостаточной приспособленностью к задачам РЗА. Учитывая перспективу привлечения для анализа состояния ЭС информации не только о параметрах основной гармоники промышленной - частоты, но и о пара- ■ метрах других компонентов, приходим к цифровому спектральному анализу переходного процесса как обдей задаче обработки входных величин РЗА.

Нотодм! исследований: При решении поставленных задач использовались положения теории РЗА, теории систем, методы вычислительной математики и обработки результатов экспериментальных данных, математическое и физическое моделирование.

Научная юпмзка: 1. Проведен анализ цифровых методов обработки входных величин РЗА.

2. Предложена параметрическая модель переходных входных величин РОЛ, позволяющая свести нелинейные аспекты оценивания их информационных параметров к линейным.

3. Обоснована обьая задача обработки входных величин РЗА спектральный анализ (определенна параметров спектральных компонентов переходного процесса - спекав амплитуд, фаз, частот и ватуханий).

4. Разработаны методика и алгоритмы цифрового спектрального анализа переходных модных величин РЗА.

5. Синтез параметрическом модели переходного процесса сведен к рекурсивной настройке адашивн го фильтра (цифрового нерекурсивного фильтра с варьируемым порядком и коэффициентами).

6. Разработаны различна r,j свойствам и', вычислительным затратам алгоритмы настройки аданчнзного фильтра. Предложена специальная графита, дающая наглядную интерпретацию /процессу настройки.

7. Предложены адаптивные -|пльтры основной гармоники, обеспечивающие требуемую точность и ; ~;лпвилх интенсивного переходного процесса по коротком/ (менее '¿о мо; интервалу его наблюдения.

0. Предложен адаптивный алгоритм настройки адаптивного фильтра постоянной величины, позвони дай значительно повысить быстродействие

измерительных органов устройства контроля сопротивления изоляции автономной ЭС.

9. Очерчены перспективы применения адаптивных алгоритмов для решения иных задач: фиксации изменения режима, определения места повреждения ЛЭП, сжатия информации, идентификации броска тока намагничивания силового трансформатора, распознавания режима качаний, разделения близких частот, выделения аварийной слагаемой входной величины. '

Практическая ценность: 1. Разработаны программы цифрового спектрального анализа и проведены исследования их разрешающей способности. ,

2. Создан пакет прикладных программ обработки цифровых осциллограмм, полученных цифровым регистратором аварийных сигналов ЛЭП.

3. Создан пакет прикладных программ для имитационного моделирования адаптивных алгоритмов обработки входных величин РЗА.

4. Сконструирован и изготовлен малопотребляющий микропроцессорный контроллер, и на его основе создана адаптивная система непрерывного контроля изоляции ЭС, отличающаяся высоким быстродействием.

5. Созданы средства комплексной отладки микропроцессорного контроллера. Проведены испытания на физической модели X.

Реализация результатов работы: Теоретические и практические результаты, полученные в работе, использованы в НИР по темам: 14/89 "Микропроцессорная задага генератора", 73/90 "Исследование новых принципов контроля изоляции электроустановок", 50/91 "Алгоритмы к программы распознавания аварийных ситуаций в электрической части АЭС", 1/91 "Разработка контроллера регистрации данных, разработка программного обеспечения контроллера ", 113/91 "Технические предложения по созданию на основе микропроцессорной техники осциллографа и дистанционной запиты для ЛЭП 110-220 кВ", выполненных кафедрой ТОЗ Чувашского госуниверситета по договорам с ВНИИР, Атомэнергопроектом, ОДУ Северного Кавказа, УЭСПРО, и в госбюджетной НИР по программе "Повышение надежности, экономичности и экологичности электроэнергетической системы России" (задание N2).

Пакет прикладных программ обработки цифровых осциллограмм приложена регистратору аварийных сигналов, установленному в опытную эксплуатацию на ЛЭП-500 "Кавкасиони" (подстанция "Центральная" - Ингури ГЭС) в декабре 1991 года. Во ВНИИР изготовлены опытные образцы разработанного микропроцессорного контроллера изоляции, по результатам натурных испытаний которого принято решение о проведении ОКР с пер-

спективой серийного производства.

Апробация работы: Основные результаты и материалы работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных НТК "Проблемы комплексной автоматизации электроэнергетических систем на основе микропроцессорной техники" (Киев, ИЭД АН УССР, 1990) и "Современная релейная вшцита электроэнергетических объектов" (Чебоксары, ВНИИР, 1991), на конференциях "Теоретические и прикладные вопросы электротехники" (Чебоксары, ЧТУ, 1990) и "Высшая школа- народному хозяйству Чувашии" (Чебоксары, ЧТУ, 1992), а также на НТК профессорско-преподавательского состава ЧТУ (Чебоксары, 1987-1992).

Публика!pot Ш теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.

Структура' и объем работм Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 140 наименований, приложений. Общий объем работы 255 с. включает: 123 с. машинописного текста, 38 рис. и 16 табл. на 59 с., список литературы на 15 с. и 58 с. приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во шюдшши отражены актуальность проблемы, научная новизна, практическая ценность и очерчен круг вопросов, рассматриваемых в диссертации.

В первой главе дан критический анализ современного состояния и рассмотрены тенденции развития цифровых методов обработки входных величин РЗА, данные в работах отечественных и зарубежных авторов (В.К. Ванин, Э. Ы. Шнеерсон, Ы. И. Успенский, JL С. Зисман, а а Новелла, А. А. Girgls, M.S. Sachdev и др.). Рассмотрены вопросы выбора структуры измерительных органов РЗА, выбора моделей входных величин и определения их информационных параметров.

Обоснована двухуровневая информационная структура измерительных органов РЗА, что позволило получить представление о процессе оценивания состояния ЭС как поэтапном уточнении ее характеристик -от оценивания информационных параметров сигналов до идентификации на этой основе внутренней структуры (зоны повреждения," расстояния до места повреждения, переходного сопротивления, иных неопределенных параметров). Принята адаптивная модель переходной входной величины в составе трех слагаемых: основной (периодической функции основной частоты), свободной Utf (состояний из неизвестного в общем случае числа т спектральных компонентов - экспонент и затухающих гармоник) и случайной величины £ (включающей прочие неучтенные факторы)

где вПТ(¿/т) - дискретное время, М) - интервал дис-

кретизации, СОд^ - основная частота, /У- относительная частота/дискретизации, "Ц^РХА^ф) - комплексный множитель,-комплексная ^частота, ^ и Сд^ - затухание и вещественная частота, Я^хехр^^'), З^ехр^т), у^ха^Т. Спектральный компонент .с частотой/^идентифицируется с экспоненто, пара комплексно-сопряженных компонентов с частотами А" -

с затухающей гармоникой 1/а с 8Хр{• 3* ГI¿Л {сё г Т1+ иЛ) 7 где

Основная слагаемая задается своими /¥ отсчетами или дискретным рядом Сурье г (^УЗ ¿1

. А/-

нечетное,

1 • /У-

где Vfsexpi-jSx///),

Спектральные компоненты входных величин, получаемые в результате спектрального анализа наблюдаемого процесса, образуют тот единственный класс функций, в котором анализ переходных процессов принципиально не отличается от анализа установившихся режимов. Уравнения элементов сети на частоте /0§ получаются иэ^соответствующих комплексных уравнений на основной~частоте заменой Jtügg на Р^ .

Обнаружена способность цифрового адаптивного нерекурсивного фильтра настраиваться на полное подавление экспоненциально-гармонических сигналов типа (2,3), что адекватно способности распознавать их состав. Это свойство служит теоретической основой развиваемых в работе методов спектрального анализа и адаптивной обработки входных величин РЗА.

. Вторая глава посвящена вопросам■спектрального анализа переходных входных величин, задаваемых моделью (1-3). В ней 2fn+//+f неизвестный параметр:

N отсчетов основной слагаемой, по /V комплексов и Z$ и само число 772 . Определение этих параметров и составляет задачу спектрального анализа переходных токов и напряжений. Она решается при помощи специального подхода, названного методом произво-

- Ь -

дящих уравнений. Производящее уравнение представляет собой параметрическую модель переходного процесса. Решение производящего уравнения совпадает в прицятом смысле, например, наименьших квадратов (ЫНК), с описанием переходного процесса (1).

Разностное производящее уравнение имеет вид *т

и(1) + 2 а£ и(1ч)* и'ос ^

гдв - постоянные коэффициенты, (I) - периодическая функция

основной частоты, £(С)~ случайная величина Оно служит методической основой спектрального анализа. Алгоритм спектрального анализа состоит иь следующих процедур. 1. Синтеза производящего уравнения(определение коэффициентов й^ , ^ ТП , числа щ и параметров разложения функции

в дискретный ряд Фурье) на основе минимизации величины £(1) по критерию ЫНК /I

2 <? (С) —> /пиг,

1вщ

(5)

г Ли П- номер .последнего из использованных для синтеза отсчетов входной величины, -что сводится к решению переопределенной в общем случае снсп.'ми линейных уравнений

I

п.. л

гдо

,1Й „

ЛСС^ ит , (6)

Л" Л2 ' блочная матрица, СС и ¿¿уп ' векторы

-и[п-1) -и(т-г).. .-ц(о)

Л-

'/ и?2"

Лг

иМ-и(п-г):

2 'Лк-нпвания по частотной характеристике параметрической модели (4) и параметрам разложения функции и'а(1) амплитудного и фазового спек-

грпв основной слагаемой

характеристического уравнения

.4=1

анализа его корней 2Э~ \э, 2М ^Pf-JVj) и

определения по их значениям частот и и затуханий свободной слагаемой

Jj=i</v)t4((/z;) . cjjza/r, ■

Верхняя граница частот ограничена частотой Найквиста СО^я &вдМ/Я, , 4. Оценивания амплитуд и фаз свободной слагаемой как решения системы

- матрица значений определившихся зкспоненциально-гармбнических функций, - И " вектор отсчетов свободной слагаемой, у - вектор неизвестных ортогональных составлявшей.

Минимально необходимое для проведения спектрального анализа число отчетов входной величины составляет , Такой случай назван

критическим, т. к. предполагает достижение абсолютного минимума функционала (5). Если жз матрица Л плохо обусловлена, что неизбежно наступает с повышением частоты дискретизации, то необходимо применять специальные методы понижения влияния вычислительных шумов. Наилучше результаты, как показало имитационное моделирование на ЭВМ, дает метод, основанный на разложении матрицы по сингулярным числам. Но {значительная вычислительная сложность делает маловероятным ого применение в алгоритмах реального времени.

Разработаны упрощенные алгоритмы спектрального анализа на основе предварительного подавления ьо входной величина компонентов с априорно известными частотами заграждающим фильтром. Приведены результаты исследования разрешающей способности предложенных алгоритмов, оцениваемой наивысшей частотой дискретизации, при которой сохраняется заданная точность. Самая низкая разрешающая способность обнаруживается в отношении оценок быстрозатухаювди компонентов.

Заключительная часть второй главы носит прикладной характер и посвящена разработке программного комплекса для обработки цифровых осциллограмм как . части программного обеспечения автономного микропроцессорного регистратора аварийных режимов ЛЭП, разработанного ВНИИР и ЧТУ. В состав комплекса входят следующие модули: 1) преобразования формата данных, записанных регистратором на магнитный диск, з формат, удобный для дальнейшего использования (аппаратнозависимая часть);

2) исправления отдельных отсчетов входной величины (достоверизация);

3) выявления интервалов однородности путем фиксации кавдого нарушения гладкости записанного процесса; под интервалом однородности понимается, таким образом, совокупность отсчетов входной величины, сохраняющая неизменным свой спектральный состав; 4) оценивания спектрального

- '8 -

состава на каждом из интервалов однородности.

На рис. 1 в качестве примера приведена цифровая осциллограмма тока однофазного короткого замыкания на ЛЭП-500 "Кавкасиони", а в табл. 1 даны результаты ее обработки.

Третья глава посвящена разработке адаптивных алгоритмов обработки входных величин РЗА, ориентированных на реализацию в темпе реального времени, и исследованию их свойств. Здесь синтез параметрической модели переходного процесса сводится к рекурсивной настройке адаптивного

фильтра, рассматриваются два типа адаптивных фильтров: традиционный

п

, (I) в и СО* 2 ат£ ™ (6)

и модифицированный

£т /

содержащий модель известной частоты в, (I), ко с неизвестными коэффициентами. "

Проблема алгоритмизации адаптивных фильтров рассматривается на примере настройки фильтра типа (8), а затем полученные результаты ис-иольэук/гся для реализации настройки фильтров типа (9), в частности, фильтра основной гармоники промышленной частоты. Предложена графическая иллюстрация процесса работы адаптивных фильтров, позволившая дать наглядную интерпретацию разработанным процедурам их настройки.

Наибольшей простотой и минимальными вычислительными затратами характеризуется критический алгоритм настройки адаптивного фильтра (9). Он заключается в обеспечении условия

ет(0=О, 1= т, 2т- I (10)

Рекурсия основана на наложении фильтра (8) и вспомогательного фильтра как средстве повышения порядка и, как следствие, рекурсии по времени. Наложение фильтров тождественно наложению их коэффициентов при одинаковых отсчетах входной величины. Однавда выполненные условия (10) в дальнейшем сохраняются. Условием окончания рекурсии является выполнение условия О , I % 2т .

Обсая настройка фильтра (8) по критерию (Б) сводится к обеспечению условий ортогональности вектора выходных отсчетов адатпивного фильтра (8

• с вектором входной величины

иг~[иС$), .,,, игк-т + о))

Ркс. 1. Пифровач осциллограмма тока короткого замыкания (1-0 - момент КЗ)

Табл. 1.

:шт ерзал

однородности с лектральныэ ¡сомпоненты

! размер часто: а затухание амплитуда начальная

N | не Гц с фаза, гр.

1 -40 - 0 1 ■30,0 0,0. 0,203 128,3

2 I о - ео 1 60,0 0,0 . 1,465 13,6

! 2 0,0 -125,5 -0,880 0,0

п.

1ят. У

Корреляционная настройка сводится к переходу от условий (11) к более

свободным условиям некоррелированности случайной величины 1) и

входной величины п,

2 (I)- О, ^¿в+Н,, У- /,т;

1гт+1к

Интервал корреляции - при отсутствии информации о корреляционной функции шума выбирается по результатам его имитационного модели -.рования. Разработан также и рекурсивный по времени алгоритм настройки фильтра заданного порядка (типа быстрого калмановского). Краткая сводка результатов по разработанным адаптивным алгоритмам приведена в табл. 2.

Адаптивное оценивание параметров основной гармоники ^сновано на совместной настройке ее модели^

и адаптивного фильтра подавления (8). Алгоритм включает три этапа: формирование фильтров нулевого порядкарекурсию с учетом обновления параметров моделии их пересчет по завершению настройки согласно (7).

Разрешающая способность алгоритма рекурсии по порядку, оценива-^ емая временем наблюдения процесса, проиллюстрирована на примере обработки тока короткого замыкания в ЛЭП с продольной емкостной компенсацией (рис. 2).

В заключительной части главы рассмотрены перспективы практического применения разработанных алгоритмов в задачах РЗА; построения адаптивных пусковых органов, выявления аварийной слагаемой тока короткого замыкания (путем экстраполяции параметрической модели (4) доаварийного режима), сжатия информации (путем передачи данных о спектральных компонентах вместо осциллограмм), выявления режима качаний, разделения частот.

В четвертой главе представлена практическая разработка микропроцессорного устройства непрерывного адаптивного контроля сопротивления изоляции автономной ЭС (рис. 3,4). Контроль осложнен следующими особенностями сети: непостоянной конфигурацией (ЭС может распадаться на несколько автономно работающих подсистем), значительными (до нескольких сотен мкФ на фазу) емкостями ЭС относительно земли, наличием" силовых выпрямителей. Уровень сопротивления изоляции оценивается по

- и -

Табл. 2

Свойства разработанных адаптивных алгоритмов рекурсивного синтеза производящего уравнения входной величины

Тип настройки Тип рекурсии Модель шума Вычислительная сложность синтеза на отсчет входной величины

сложений умножений делений

1. Критический по порядку нет шума Зш - 1 Зт + 1 2

2. Общй по МНК по порядку белый шум Зт(п-ш) Зт( п-т) т

3. Корреляционный по порядку коррелированный шуь< Зт(п-т) - Зт( п-т) т

4. Типа быстрого калмано-вского по вре- Н'.-НИ белый шум j Зш + 4 бт + 2 3

+ 0,5exp( 10,7t)si!.i Iü,30oxp(-10,3t)sin(4950t).

Рис. 2. Динамка выделения основной гармоники тока (сороткого замыкания: крезтигамн г^каоани оценки,- даваемые Фильтром нарастающего пори.ч "л, кружками - фильтром неизменного порядка n-i!5, списания линия - полный спектр тока, гатриховая - ооисрюм гпр>пникл.

известному выражению

где В - ЭДС измерительного источника. - сопротивление измери-

тельного шунта, 1Гд и 1/д - постоянные реакции сети на измерительное воздействие Е . снятое с шунта. Число устройств измерения

сопротивления установлено равным максимально возможному числу подсистем, на которые может распасться ЭС. Во избежание одновременного включения нескольких устройств, входящих в одну подсистему, используется временная синхронизация. Уставка по сопротивлению определяется в цикле идентификации структуры ЭС.

При воздействии на сеть постоянного напряжения в измерительной цепи устройства контроля возникает переходный процесс, обусловленный в основном неизвестной емкостыо-ЭС и входным сопротивлением устройства. Чтобы сделать возможным измерение вадолго до окончания переходного процесса, задача выделения постоянной составляющей решается применением каскадного-соединения заграждавшего фильтра

и(1)= (Щ 2 Щх (!>'),

устраняющего слагаемую частоты сети, с адаптивным фильтром постоянной величины .

/

что представляет собой частный случай алгоритма главы 3. Свойства алгоритма исследовались на примере обработки входной величины Ч(^)-- Уц кдХр(т$Ь)- где к - кратность тока в момент наложения на сеть измерительного источника (рис. 5а), £ - Зс'^соответствует наиболее длительному в заданных условиях переходному процессу. При этом максимальному значению входной величины соответствовало полное, заполнение разрядной сетки АЦП. Рассматривалась целесообразность задержки начала измерений с целью уменьшения измерительного шума и определено ее оптимальное значение (рис. 56). Установлено, что разрешающую способность алгоритма удается повысить, задавая порядок адаптивного фильтра большим минимально необходимого (рис. 5в). Наилучшая же разрешающая способность обнаружилась у корреляционного алгоритма; был также определен оптимальный интервал корреляции. Результаты имитационных исследований на ПЭВМ подтверждены экспериментами на физической модели ЭС.

r^rßl ^

Микропроцессорный контроллер

Рис. 3. Схема контроля изоляции автономной ЭС.

Шок сопряжения I Г~вмк SScâa/SnSoS<P<

Рис. 4. Структурная схема микропроцессорного контроллера.

2,0 V. 1,0 0,5

а) о

* /Я®/

... у / ( — ¿"10

1 1 /

Г

1,5

1,0

0,5

§*11

М 80 120 160

Ьц,

X к=2М, ¿ж /О

¿Пв/

т=8

0,25 0,5 0,75 ¿,,С 0 0,25 л 0,5 0,75 ЬгЛ

5) '

¿)

Рис. Б. Минимальное время наблюдения переходного процесса Уд (■/+кехр(-Ш, достаточное для адаптивного выделения постоянной составляющей с точностью БХ :

а) в функции от кратности к и разрядности АЦП $ , (для сравнения пунктиром дана зависимость времени

затухания переходного процесса до уровня 1.05^;

б) от задержки tj начала обработки входной величины;

в) от порядка 771 адаптивного фильтра.

- lö -

Аппаратная часть устройства разработана на базе 1ЛШ серий 1606 ;< Ь88. Создано программное обеспечение. Особенности устройства: шлов электропотреблекие. 16-разрядная внутренняя структура, быстродействие 1 млн. оп./с типа регистр-регистр, развитая система команд (72, включая умножение и деление), аппаратный таймер, наличие средств связи с оператором (минидисплей и клавиатура) и с информационным комплексен верхнего уровня (последовательный интерфейс), встроенный программатор уставок, наличие каналов измерения с различными коэффициентами усиления (для расширения диапазона преобразования входной величины).

Для опытных образцов устройства, изготовленных во ВНИИР, разработан отладочный комплекс. Проведены метрологические испытания, результаты которых приведены в приложении. Применение адаптивной обработки позволило в 3 раза сократить, время оценивания сопротивления изоляции ЭС по сравнению с методами, основанными на задержке измерений до момента окончания переходного режима,-

ЗАюдо«гаш

Основные научные и практические результаты, полученные в рабогз, заключаются в следующем:

1. Проведен анализ современного состояния и тенденций развития цифровых методов обработки входных величин РЗА. Выявлено, что информация о состоянии объект эавдгы закличьна не только в параметрах основной гармоники промышленной частоты, но и а других компонентах входной величины, в том числе и свободных. Поставлена обизя задача цифровой обработки напряжений и токов - спектральный анализ

- (оцеьивание спектров змпдигуд и Фаз, а для свободной слагаемой и спектров затуханий и частот).

2. Исследовала связь спектрального анализа входных величин с ¿¿активной (фильтрацией. Показана перепек, ивность адаптивных алгоритмов, позволяющих строить адекватные мо^зли походного яро -

для РЗА.

3. Разработаны и исследованы алгоритмы цнфдоВоГи спектра.- мыго анализа, основанные на мэделироаании входной пе; входной ъ«л\ч.тк разностным производящим уравш.нием (параметрической моделью), позволявшим свести нелинейные аспекты сцениьания па£еметров t-.<ojp.v.s к линейным.

4. Разработан и внедрен г опытную эксплуатацию .¡окот ui-we..uiHi;x

- программ, предназначенный для обработки цифровых осщапсг;-а»«*, записанных миг;.¿процессорным регистратором еазрийных j ежимое «О

5. Решена задача синтеза производящего уравнения в темпе реаль . кого времени как рекурсивной настройки адаптивного нерекурсивного фильтра. Предложен класс экономичных по вычислительным затратам алгоритмов настройки адаптивного фильтра. Найдены наглядные средства интерпретации процедур настройки адаптивной фильтрации.

6. Охарактеризованы задачи РЗА, для решения.которых целесообразно применение методов спектрального анализа и адаптивной филь трации входных величин.

7. Разработаны и исследованы адаптивные фильтры основной гармо ники промышленной частоты. Дана оценка их разрешающей способности.

8. Разработаны и исследованы адаптивные фильтры постоянной ве личины, позволившие значительно повысить быстродействие контроля

- сопротивления изоляции автономной ЭС.

9. Создан микропроцессорный контроллер сопротивления изоляции, комплекс средств его отладки и испытаний.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТИСЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лямец К1 Я , Антонов Е И., Арсентьев А. П. Спектральный анализ переходных процессов в электрически сетях'// Изв. РАЕ Энергетика. -1992. -N2. -С. 31-43.

2. Лямец И Я , Антонов В. И. , Арсентьев А. П. Адаптивная цифровая обработка входных величин релейной залиты // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1988. -N6.-с. 51-59.

3. Лямец Ю. Я , Антонов Е It , Арсентьев А. П. Адаптивный цифровой фильтр основной гармоники токов и напряжений электрической сети // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. - 1989. -N6. - с. 115-126.

4. Лямец КХ Я , Арсентьев А. И , Ильин Е А. Анализ аварийного режима электроустановки в^ реальном времени // Электротехника -1992. -N2. -с. 53-57.

5. Лямец Ю. Я , Арсентьев А. Я Антонов Е И. Параметрическая модель переходного процесса и ее применение // Электротехника. -1992. -N8-9. -с. 51-56.

6. Лямец ЕЯ Арсентьев А. Я Графическая интерпретация адаптивных алгоритмов цифровой обработки электрических величин // Электротехничесгае микропроцессорные устройства и системы: Межвуз. сб. науч. тр. / Чебоксары: Изд-во ЧТУ, 1992.- с. 46-57.

7. Арсентьев А. Я , Ефимов Я С. Ускоренный контроль сопротивления изоляции на основе цифровой адаптивной обработки // Электротехнические микропроцессорные устройства и системы: Межвуз. сб. науч.

тр./ 4«cuKcuf.u: Им;. Ч1У , Iü9ü. - o.6l¡-ó6.

8. Арсентьев A.П., Ефимов И.О., Певцов h.IL Программное обеспечение микропроцессорных зашит генераторов// Применение микропроцессоров и микроэвм в электротехника/ Чебоксары:-Изц. Ч1У, IS68.- _ с.03-06.

9. Арсентьев А.П., Волков А.А, Параллельный байтовый интерфейс с низким потреблением// Применение микропроцессоров и микроЗ&'Л в зллактротехнике/ Чебоксары: Изд. ЧТУ, 1988.- с. 81-84.

10. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Арсентьев А.П. Спектральный анализ токов и напряжений электроэнергетических систем // Проблемы комплексной автоматизации электроэнергетических систем "на основе микропроцессорной техники: Матер-. I Есзсоюз. пауч.-тахн. конф.

21 - 24 сентября 1990.-Киев, 1990. т.3.-е.21-29.

11. Лямец Ю.Я., Ильин В.А., Арсентьев А.П. Адаптивный фалътр аериоцическои велачшш я упрошенный спектральный анализ переходного процесса// Современная релейная зашита электроэнергетических объектов: :,1атвр. Всессюз. каучн.-тохн.кенф. - Чебоксары, 1991.-е.46-48.

12. Дя.мец i;.Я., Арсентьев А.IT.-, Сибиряков К.В. Адаптивный }ильтр постоянной величины и ускоренны»! контроль изоляция// Современная релеЬвая заката электроэнергетических объектов: ."атер. Всессюз. науч.-техн. kchï. - Чебоксары, 1у91. - 0.44-43.

13. Лямеи и..-!., Антонов В.П., Арсентьев AJI. Лодела а тЦ'срма-члепнкд парамегрн токов короткого ремаканяя// Ексадя вкола - иа-

Годному хозяйству Чувашии: .Латер. респ. кзуч.-техз.кснЬ -Чебохся-iL¡, i 1'02.-с.42-47.

14. Арсентьев А.П., Григорьев O.K., ¡.'алачев ь.Н. .Дчкрсяроаъс-erm: скстсмя контроля сопротивления азокяшы электрической сот;:// • сре?2ч«с»ас ¡: лр:;к...1Д!Ш8 вопросы лхгктротсхнида а автоматики'-

i'e.'. нокл. ueyi.:<0Н{. - Чебоксары, 1993. -с. 41-42.

I&. ПР по саягко <929176/07 НОШ 83/22 от 33.а.92. Устройств r¿a i пхгьхаан состзглявгйх тока короткого за^ипаиия/ Лнмеп .. .íi., А{.ссктие:( А.II., EÍCIOB Н.С.

16. ПР по аа.чгке 4tt<AW¿/Gü liOGH 21/CV ст 25.CS.9I. А;:аптнвн1й : .я ;.нл; ¡С.Л., Ароы.тьсв А.Л.

акап <s/ Тира:-ЛíXi ог.э.

; ¡aглну ru ротапгпчте CûoIÏj'

I, С .-Гете: С ;рг, .'олп. чхшгн окая ул., 29