外文翻译 -数字多曲线过流时间继电器设计.doc

华北电力大学
毕业设计(论文)附件
外文文献翻译
学号: 200801000723 姓名:
所在院系: 电力工程系专业班级: 电自0803
指导教师:
原文标题: DESIGN OF A DIGITAL MULTI-CURVE TIME-OVERCURRENT
RELAY
2012年 5月 13 日
数字多曲线过流时间继电器设计原文出处及作者:IEEE Transactions on Power Delivery Vol. 6. No. 2, April 1991,Gabriel Benmouyal
摘要
微处理器技术使设计一个数字多曲线过流时间继电器成为可能。之前一次只能运行单曲线的,但是现在可以同时运行多大五个或者六个曲线的,并且每个都有自己的数字可调装置和独立输出。使用是由一个响应周期只有一个半周期而且动态范围广的低成本电流测量电路构成。
关键字:过流继电器,数字继电器。
引言
在基于微处理器的电路上制造时间电流继电器是一项复杂的工作。不仅在元件成本方面存在陷阱,而且算法和模型都需要仔细研究,因为低成本的8位微处理器要求整数算法,因此必须认真对待否则就会出错(见附录A)。
为了使继电器变得经济实惠,就要求该设备具有良好的通用性以及在同一系统中那些经常使用的曲线中选择一种的能力。这个应用还有一个额外的功能:能够在增加很少的成本的情况下同时运行多种曲线,也就是一个多输出的继电器,并且每个输出对应一个特定的曲线。这对于要求不止一种曲线的复杂功能尤其有用,比如多拍重合反馈保护。
这种多曲线的方法可能会引起部分人对于其总体可靠性的怀疑,然而这些可以被微处理系统的特征克服,因为许多功能都集中在同一设备上,并且自检程序和看门狗装置可以远程传输警报以防错误。
正文
过流继电器算法
对于时间过流继电器,如[1]所示它的延时功能可表示为:
在数字系统中可以通过求和实现:
N如下所示:
以及:
当需要变量I的时候,△t就是周期。
如果一个时间继电器功能的一般表达是:
那么这个时间或电流曲线就是以一个不等式表现的:
当考虑6式时,只有在n=1的情况下通过低成本8位微处理器使用整数算法顺利实现。
这这种情况下,微处理器还要进行如下求和:
或者乘以始动电流:
If为故障电流值。
右边的表达式是一个常数,只能储存一次,在系统重启后存在的运算只有减法、加法和比较。
如果给n赋予1以外的其他值,在八位微处理器上处理将十分困难。为了克服这种困难,参考文献1提供了一种可行的算法:将日志表储存在系统中,正常电流减去各自的对数值,然后在离散时间/电流曲线上找到一个对应的唯一点。
6式中必须引入一个比例因子Sf以减少量化误差(见附录B),有:
在这里:
在这种情况下,求和常数A等于999999,其中,对于8位微处理器,相当于一个整数BCD格式占用3个字节。存储表中IO值将为:
因此,9式中加入的量可以直接从表中得到。
当计算时间/电流表中的元素时,比例因子被默认引入,相应的继电器算法如图2所示。
图1曲线的离散算法
一种简化的方法[2 3] 是假设故障电流为定值,尽管它只需要一种算法,当仍然有缺陷:在时变故障电流的情况下继电器将不能返回合适的动态。应当铭记求和过程是将数字化的当量进行积分,比如模拟电路电容器充电。这个规则是大多数固态模拟时间过流保护设计的基础[4]。
因此继电器将响应变量的平均值,与一个随时间变化的波形的积分相对应,间隔时间等于延迟时间。
一个腐蚀复位特性也应当引入,原理如下:如果故障电流下降,一度低于回升值,计数器的总和不会立即归零,求和计数器将不会被立即复位到零。只需要当If低于Ipu,直到求和寄存器中的值为零时,减去求和寄存器中的一个常数R,就可以实现(见图2)。复位时间常数To为:
如下所示,当前采集的时间间隔△,。
图2集成的过流算法
电流测量电路
小中继设备比如过流继电器中使用的元件必须仔细挑选以防超支,考虑到这一点,一个8位的含有可变增益放大器的模数转换器被应用于如2所述的程序中。其中电压频率转换器是主体部分(见图3),根据附录C中描述的工作原理,转换器产生的脉冲数超过一个集成周期T,并与输入波形的平均值成正比。,电路将平均值和可以做出的决议等于12bits。在计数器输出被识别以后必须由微处理器发送频率等于T的复位脉冲。如果计数器没半个周期读一次(间隔时间设置为△t)并且一个周期复位一次的话,系统反应将会变快。当需要微调时,测量电路响应快速(低至一个半周期),并且耗费低(分辨率仍然是12位)。
最大可测量方均