Цифровые защиты алгоритм защитного действия.

Упрощенная функциональная блочная схема РЗ, построенная на МПС, приведена на рис. 17.1. Входным элементом, как и у всех полупроводниковых РЗ, являются промежуточные трансформаторы напряжения и тока, ПТН и ПТТ, которые являются элементами воспринимающей части измерительных органов РЗ.

Выходной сигнал с промежуточных трансформаторов поступает на частотные фильтры ЧФ, которые пропускают составляющие тока и напряжения 50 Гц и не пропускают высокочастотные гармоники, являющиеся помехами, искажающими синусоиду тока и напряжения.

Аналоговые сигналы, полученные от измерительных трансформаторов в виде синусоидальных токов и напряжений, после преобразования в промежуточных трансформаторах ПТН и ПТТ и частотных фильтрах ЧФ необходимо превратить в дискретные, поскольку их обработка производится в МПС, построенных на цифровых микросхемах. Поэтому аналоговый выходной сигнал частотных фильтров ЧФ подается в устройство АЦП, предусмотренное для изменения формы сигнала на дискретную (цифровую).

В АЦП измерение значения синусоидального тока (напряжения) происходит в определенные моменты времени t ₁, t ₂ … t _n с интервалом времени Т (рис. 17.2, а). В эти моменты времени фиксируются соответствующие им мгновенные значения, которые используются как дискретные значения синусоидального тока. Полученные таким образом дискретные сигналы через интервалы времени Т передаются последовательно в моменты времени t ₁, t ₂ … t _n на ввод МПС в виде двоичного цифрового кода (1, когда есть импульс тока и 0, когда сигнал отсутствует). Эта операция часто называется выборкой. Очень важно, чтобы значения измеряемых дискретных значений тока и напряжения точно соответствовали действительным значениям синусоид этих величин. Кроме дискретизации по времени предусмотрена дискретизация по значению входной величины (тока или напряжения), как показано на рис. 17.2, б. Момент выборки сигналов определяется мультивибратором, непрерывно с интервалом Т генерирующим тактовые импульсы.

Для получения с помощью дискретных сигналов, возможно большей точности представления действительной синусоиды, интервал Т нужно выбирать как можно меньше. Однако следует иметь в виду, что при последовательной передаче сигналов это замедляет процесс обработки и ухудшает быстродействие РЗ.

Сигнал с выхода АЦП поступает в устройство обработки информации, каким является МПС. Основным элементом цифровой РЗ является МП, схема которого позволяет использовать его в качестве вычислительного устройства, производящего арифметические и логические операции, необходимые для выполнения им функций РЗ, представленных в виде алгоритмов действия ее измерительных и логических органов.

Микропроцессор (рис. 17.3) состоит из трех основных частей:

- арифметико-логического устройства АЛУ, реализующего арифметические операции (сложение, вычитание и др.), логические операции (И, ИЛИ, НЕ);

- сверхоперативного запоминающего устройства СОЗУ, состоящего из набора регистров, обеспечивающих промежуточное хранение данных до завершения операций, проводимых в МП;

- устройства управления УУ, осуществляющего управление работой МП (АЛУ и СОЗУ) по заданной программе.

Элементы МП связаны между собой информационными шинами, представляющими из себя группу линий передачи информации, объединенных общим функциональным признаком (шины данных, адресов и управления). Для выполнения функций какой-либо РЗ, МП дополняется внешними устройствами памяти, образуя микропроцессорную систему (МПС). Структура МПС приведена на рис. 17.4.

С выхода МПС (см. рис. 17.1) цифровой сигнал поступает на цифроаналоговый преобразователь ЦАП, который преобразует цифровой сигнал в аналоговый, поступающий на выходное промежуточное реле, действующее на отключение выключателя. Одновременно приводится в действие устройство сигнализации СУ, фиксирующее срабатывание РЗ, и передается соответствующая аварийная информация для записи в регистраторе аварийных событий (РАС). одновременно поступает информация на персональную ЭВМ (ПЭВМ), посредством которой осуществляется связь человек-машина.