Достижения отечественной гидросенсорики в обеспечении комплексной безопасности инженерных систем

В цифровых органах релейной защиты контролируемыми параметрами сигналов достаточно часто выступают их амплитудные значения. Они обычно определяются по выборкам ортогональных составляющих сигналов, которые формируются не рекурсивными цифровыми фильтрами Фурье. При нормальной частоте амплитудные значения определяются без дополнительной погрешности. В режимах с отклонением частоты от номинальной возникают колебания полученных значений амплитуды в пределах от минимального до максимального уровней. Вследствие использования для формирования ортогональных составляющих фильтров Фурье время определения амплитуды находится на уровне периода промышленный частоты.

Разработанная ранее методика формирования амплитуды сигнала обеспечивает исключение ее колебаний при частоте, отличной от номинальной. В ее основе лежит использование динамических косинуса и синуса угла выборки, которые вычисляются по мгновенным значениям ортогональных составляющих. При отклонении частоты от номинальной вследствие возникающих колебаний выборок указанных составляющих ограничивается частотный диапазон достоверного получения динамических косинуса и синуса, что создает препятствия для определения амплитуды с приемлемой погрешностью. Быстродействующее определение амплитуды сигнала достигается благодаря использованию в процедуре ее формирования нелинейного корректирующего коэффициента. Однако его получение с учетом возможного характера изменения контролируемого сигнала является громоздким. В настоящей работе амплитуда сигнала определяется как полусумма амплитуд синусной и косинусной ортогональных составляющих. При этом уход частоты от номинального значения не вызывает существенных изменений величины контролируемой амплитуды. Использование переходной характеристики для амплитуды сигнала, состоящей из близких к линейным участков, позволило упростить методику определения режима изменения сигнала.

Проведенные вычислительные эксперименты подтвердили, что разработанная методика определения амплитуды сигнала достаточно просто реализуется на программном уровне и предотвращает ее колебания в диапазоне изменения частоты 45–55 Гц. Предложенная методика обеспечивает получение амплитудного значения сигнала за время менее половины периода промышленной частоты.