Цифровой измерительный орган тока для функционирования в условиях глубокого насыщения трансформатора тока
Another Title
Digital Current Measurement Element for Operation During Current Transformer Severe Saturation
Bibliographic entry
The development and implementation of a digital current measurement element for proper operation during current transformer (CT) magnetic core severe saturation are considered. CT transient performance is often accompanied by primary current transformation to secondary one with great errors. In this case the secondary CT current which is an input signal of the digital measurement element differs from the ideally transformed CT current both in shape and magnitude. This causes impermissible signal settling time at the standard digital measurement element output. As a result, main requirements to the protection devices such as reliability and fast operation are violated, that in some cases makes the high-speed protection device ineffective. To solve this problem, it is proposed to form the output signal of the digital current measurement element in depending on the input signal total harmonic distortion (THD) coefficient value. Moreover, it is worthwhile to form the output signal so that for a low CT saturation conditions this output signal slightly differs from the secondary current RMS value, and for a severe CT saturation conditions it exceeds this value. Digital current measurement element model has been developed and implemented in the MatLab-Simulink environment using the following blocks: a digital filter block responsible for the input signal fundamental frequency component magnitude calculation; a digital filter block responsible for the input signal RMS value calculation; and, also, a standard blocks for basic mathematical calculations needed for proper functioning of the proposed measurement element. The functional testing of the proposed digital current measurement element model was carried out using the signal, that was similar in form to the waveform of the secondary current of the severe saturated CT. The tests that had been performed confirmed that the proposed digital current measurement element in comparison with the standard current measurement element ensures stable functioning and enhanced operation time during transients. Цифровой измерительный орган тока для функционирования в условиях глубокого насыщения трансформатора тока = Digital Current Measurement Element for Operation During Current Transformer Severe Saturation / Ю. В. Румянцев [и др.] // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. – 2018. – № 6. – С. 483-493.
Abstract
Рассмотрены построение и реализация цифрового измерительного органа тока микропроцессорной защиты, способного функционировать в условиях глубокого насыщения стали магнитопровода трансформатора тока. В переходных режимах работы трансформатора тока линейность трансформации первичного тока во вторичный существенно нарушается. При этом вторичный ток трансформатора тока, который является входным сигналом для измерительных органов микропроцессорных защит, отличается от идеально трансформированного как по форме, так и по величине. Это приводит к тому, что время установления сигнала на выходе стандартного цифрового измерительного органа тока затягивается до недопустимых значений. В результате нарушаются основные требования к устройствам защиты, такие как быстродействие и надежность, что в ряде случаев делает быстродействующую защиту электрооборудования малоэффективной. Для решения этой проблемы предлагается формировать выходной сигнал цифрового измерительного органа тока в зависимости от величины коэффициента нелинейных искажений, которым определяется степень насыщения трансформатора тока. Причем целесообразно формировать выходной сигнал так, чтобы при малой степени насыщения трансформатора тока он незначительно отличался от действующего значения контролируемого сигнала, а при глубокой степени насыщения превышал данное значение. Модель цифрового измерительного органа тока разработана в среде моделирования MatLab-Simulink. Основу модели составляют блоки, реализующие: цифровой фильтр, предназначенный для вычисления значения амплитуды основной гармоники контролируемого сигнала; цифровой фильтр действующего значения контролируемого сигнала, а также типовые математические блоки, необходимые для формирования алгоритма функционирования предлагаемого цифрового измерительного органа тока. Проверка работоспособности модели цифрового измерительного органа тока проводилась входным воздействием, близким по форме к искаженному вследствие насыщения стали магнитопровода вторичному току трансформатора тока. Проведенные исследования показали, что предложенный цифровой измерительный орган тока по сравнению со стандартным обеспечивает стабильную работоспособность и повышенное быстродействие в переходных режимах.
View/
Collections
- №6[8]