基于DSP的微机保护算法研究.pdf

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1、·14·煤矿机电2011年第6期基于DSP的微机保护算法研究许朝友，戴鹏，高艳，程然，黄亚东(中国矿业大学信电学院，江苏徐州221008)摘要：选择有效的微机保护算法是保证矿井安全生产的前提。分析常用供电系统微机保护算法的特征，研究一种全波傅氏改进算法。用这种算法滤波能准确提取到故障信号工频量的幅值和相角，用作保护供电系统的电气参量。在DSP开发板上仿真该算法，表明全波傅氏改进算法滤波性能优越、精度高、计算速度快。关键词：微机保护算法；全波傅氏改进算法；仿真中图分类号?TD611文献标识码：A文章编号：1001—

2、0874(2011)06—0o14—03StudyofMicrOprOCesSOrProtectionAlgorithmBasedonDSPXUChao—you，DAI，GAOYah，CHENGRan，HUANGYa一如(CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：ChoosinganeffectiveMicroprocessorprote

3、ctionalgorithmisthepremisetoensuresafetyproductionofcoalmine．Analyzesthecharacteristicsofmicroprocessorprotectionalgorithmsusedinthepowersystem．Animprovedfull-waveFourieralgorithmisbeingresearched．Theaccurateamplitudeandphaseangleofthefaultsignal’Sfrequencyco

4、mponent，whicharetakenastheprotectionelectricalparametersforthepowersystem，canbepickedoutbyfilteringwiththisalgorithm．ThesimulationresultsontheDSPboardofthealgorithmshowthatitissuperiorinfilteringperformance，precisionandcalculatingspeed．Keywords：microprocessor

5、protectionalgorithm；improvedfull-waveFourieralgorithm；simulation波傅氏算法的一半，但不能滤除偶数次谐波和衰减0概述直流分量。晋城、大同、兖州、神府等矿务局已先后引进了1全波傅氏改进算法3．3kV供电系统及设备j。我国煤矿井下工作面已建设的3．3kV供电系统全部采用中性点不接地电力系统的电压和电流等故障信号，通常存在供电方式。这种供电方式比较安全，漏电量较少，但由暂态到稳态的过程，其中含有大量衰减直流分量。对保护装置的灵敏性要求较高，对保护算法的精度若

6、采用全波傅氏算法，会因误差过大使保护装置误和滤波性能要求也很高，选择有效的微机保护算法动作。本文采用全波傅氏改进算法]，可以很好是保证矿井安全生产的前提。地滤除衰减直流分量，并且不需增加采样点数。目前常用的微机保护算法有：均方根算法、全波假定故障信号为：傅氏算法、半波傅氏算法等-zJ。均方根算法采样点(t)=w(t)+h(t)(1)数越多，采样精度越高，但要增加运算量和降低采样W(t)=X0e(2)肘速度。这种算法没有考虑到衰减直流分量的影响，(f)=∑X(n)cos(ntot+)(3)应用受到一定的限制。全波傅

7、氏算法广泛应用于电力系统微机保护提取基波分量中，精度高，能滤除直式中：——直流分量；流分量、偶数次谐波和奇数次谐波，但不能滤除衰减——衰减时间常数；直流分量。半波傅氏算法所需的时间窗只相当于全X(／Z)、——分别为n次谐波的幅值和初相2011年第6期煤矿机电·l5·角。道、16位同时输出，输出电压范围±10V／±5V；同各次谐波分量实部和虚部的时域表达式为：时还配置有12路模拟量输入，通过两片ADI的AD7656实现12通道、16位输入，输人电压范围=㈤cosntotd±10V／-4-5V。=+m(n)c。sn(

8、4)。仿真过程由DAC7744产生模拟故障信号，然后=f()sinntotdt通过AD7656对该故障信号进行采样，用全波傅氏改进算法进行滤波，提取工频量的幅值和相角。仿=86+X()simp真流程如图1所示。式中：6。，——全波傅氏算法对应衰减直流分量的误差。消除衰减直流分量影响的理想结果为：』m()c。sn=u一。(5)竺IX()sinq~=U1．一8+YI产生中断由