RU2554513C1 - Transient modes monitor in electrical system - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: proposed device comprises: universal time source, memory unit, a group of digital sensors for voltage parameter, the first group of filters averaging against number of digital sensors in the group, a group of subtracting units, a group of threshold units, a unit identifying a digital sensor for voltage parameter in the group corresponding to maximum parameter increment, OR element, single-trip multivibrator, timer and memory register, a unit calculating average distance, differentiating unit, zero detector and a group of square-wave generators, the second group of averaging filters, a group of units calculating square root and a group of multipliers by a constant.

EFFECT: potential identification of an average distance between disturbed facilities and its change in time.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для регистрации параметров переходных режимов в электроэнергетических системах (ЭЭС) с целью мониторинга и исследования динамических свойств ЭЭС, а также оценки качества работы системных регуляторов электростанций.The invention relates to the field of electric power and can be used to record the parameters of transient conditions in electric power systems (EPS) in order to monitor and study the dynamic properties of EPS, as well as assess the quality of the system regulators of power plants.

Развитие электроэнергетических систем сопровождается их непрерывной модернизацией и усложнением структуры, что приводит к соответствующему изменению динамических свойств. Для обеспечения надежного и безопасного функционирования ЭЭС необходима адаптация работы противоаварийной и режимной автоматики к изменяющимся схемно-режимным условиям, для определения параметров и настройки которых необходимо использовать соответствующие способы и методики мониторинга переходных режимов.The development of electric power systems is accompanied by their continuous modernization and structural complexity, which leads to a corresponding change in dynamic properties. To ensure reliable and safe functioning of the EPS, it is necessary to adapt the operation of emergency and mode automation to changing circuit-mode conditions, to determine the parameters and settings of which it is necessary to use the appropriate methods and techniques for monitoring transient conditions.

Известны устройства для мониторинга переходных режимов в электрических сетях и устройствах.Known devices for monitoring transient conditions in electrical networks and devices.

Одно из таких устройств [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 20.10.2010] содержит первый счетчик, первый и второй коммутаторы, микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, группу аналоговых датчиков, первое-четвертое оперативные запоминающие устройства, группу цифровых датчиков, постоянное запоминающее устройство, таймер, регистр, второй-четвертый счетчики, первый и второй D-триггеры, первый-четвертый одновибраторы и генератор тактовых импульсов, третий выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, а первый выход соединен с тактовым входом микроконтроллера, выход порта F (адресная шина) которого соединен с объединенными адресными входами второго и третьего оперативных запоминающих устройств, разряды второго и третьего выходов порта G (шины управления) микроконтроллера соединены, соответственно, со входами управления записью второго и третьего оперативных запоминающих устройств, а десятый выход соединен со входом управления состоянием выходов третьего оперативного запоминающего устройства, информационный выход первого счетчика соединен с управляющим входом первого коммутатора, информационные входы которого подключены к выходам группы аналоговых датчиков, выходы группы цифровых датчиков соединены с информационными входами второго коммутатора, управляющий вход которого объединен с информационным входом регистра и группой старших разрядов адресного входа первого, второго и четвертого оперативных запоминающих устройств и подключен к информационному выходу первого счетчика, третий выход генератора тактовых импульсов через первый одновибратор соединен со входом запуска аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого подключен к выходу первого коммутатора, тактовый вход подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, информационный выход соединен с информационным входом первого оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен с информационным входом второго оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен с информационным входом третьего оперативного запоминающего устройства, информационный выход которого соединен со входом порта E (шиной данных) микроконтроллера, соединенным также с информационным входом постоянного запоминающего устройства и информационными выходами регистра и таймера, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, а третий - со входом первого одновибратора, информационный выход первого счетчика соединен с объединенными управляющим входом второго коммутатора, группой старших разрядов адресных входов первого, второго и четвертого оперативных запоминающих устройств, а также информационным входом регистра, выходы группы цифровых датчиков соединены с информационными входами второго коммутатора, выход которого соединен со входом второго одновибратора, прямой выход которого соединен со входом управления записью регистра, а инверсный выход соединен со входами установки единицы первого и второго D-триггеров, прямой выход которого соединен со входом порта A (первого вектора прерываний) микроконтроллера, информационный выход четвертого счетчика соединен со входом порта F (адресной шиной) микроконтроллера, который также соединен с адресным входом постоянного запоминающего устройства, а также с группой старших разрядов информационного входа четвертого оперативного запоминающего устройства, группа старших разрядов информационного выхода которого соединена с информационным входом четвертого счетчика, выход переноса которого соединен со входом третьего одновибратора, прямой выход которого соединен со входом порта C (третьего вектора прерываний) микроконтроллера и входом установки нуля четвертого счетчика, а инверсный выход соединен со входом установки нуля первого D-триггера, прямой выход которого соединен с младшим разрядом информационного входа четвертого оперативного запоминающего устройства, младший разряд информационного выхода которого соединен со входом порта D микроконтроллера, выход переноса третьего счетчика соединен со входом четвертого одновибратора, четвертый выход которого соединен со входом установки нуля третьего счетчика, а инверсный выход соединен со входом установки нуля второго D-триггера, информационный выход второго счетчика соединен с группой младших разрядов адресного входа первого оперативного запоминающего устройства, выход первого одновибратора соединен со входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход окончания цикла преобразования которого соединен со входом порта B (второго вектора прерываний) микроконтроллера, разряды первого и четвертого выходов порта G (шины управления) которого соединены, соответственно, со входами управления записью первого и четвертого оперативных запоминающих устройств, пятый выход соединен со входом управления записью постоянного запоминающего устройства, шестой выход соединен со входом управления записью четвертого счетчика, седьмой, восьмой и девятый выходы соединен с тактовыми входами второго, третьего и четвертого счетчиков соответственно, десятый выход соединен со входом управления состоянием выходов четвертого счетчика, двенадцатый и тринадцатый выходы - соединены со входом управления состоянием выходов таймера и регистра, соответственно, а четырнадцатый выход соединен со входом захвата таймера.One of such devices [RU 2402067, C1, G06F 17/40, 10.20.2010] contains a first counter, first and second switches, a microcontroller, an analog-to-digital converter, a group of analog sensors, a first and fourth random access memory, a group of digital sensors, read-only memory, timer, register, second-fourth counters, first and second D-flip-flops, first-fourth single vibrators and a clock generator, the third output of which is connected to the clock input of the first counter, and the first output is connected to the clock input m the microcontroller, the output of port F (address bus) of which is connected to the combined address inputs of the second and third random access memory, the discharges of the second and third outputs of port G (control bus) of the microcontroller are connected, respectively, with the recording control inputs of the second and third random access memory, and the tenth output is connected to the input of the state control of the outputs of the third random access memory, the information output of the first counter is connected to the control input of the first comm a tripod, the information inputs of which are connected to the outputs of the group of analog sensors, the outputs of the group of digital sensors are connected to the information inputs of the second switch, the control input of which is combined with the information input of the register and the group of senior bits of the address input of the first, second and fourth random access memory and connected to the information output the first counter, the third output of the clock generator through the first one-shot is connected to the start input of the analog-to-digital converter a device, the information input of which is connected to the output of the first switch, the clock input is connected to the second output of the clock generator, the information output is connected to the information input of the first random access memory device, the information output of which is connected to the information input of the second random access memory, the information output of which is connected to the information the input of the third random access memory, the information output of which is connected to the input of port E (bus data) of the microcontroller, also connected to the information input of the permanent storage device and the information outputs of the register and timer, the clock input of which is connected to the first output of the clock generator, the second output of which is connected to the clock input of the analog-to-digital converter, and the third to the input of the first one-shot, the information output of the first counter is connected to the combined control input of the second switch, a group of high-order bits of the address inputs of the first, second and fourth operational memory devices, as well as the information input of the register, the outputs of the group of digital sensors are connected to the information inputs of the second switch, the output of which is connected to the input of the second one-shot, the direct output of which is connected to the input of the register recording control, and the inverse output is connected to the installation inputs of the units of the first and second D-flip-flops, the direct output of which is connected to the input of port A (first interrupt vector) of the microcontroller, the information output of the fourth counter is connected to the input of pores and F (address bus) of the microcontroller, which is also connected to the address input of the read-only memory, as well as to the high-order group of the information input of the fourth random access memory, the high-order group of the information output of which is connected to the information input of the fourth counter, the transfer output of which is connected to the input the third one-shot, the direct output of which is connected to the input of port C (third interrupt vector) of the microcontroller and the input of the zero setting of the fourth count sensor, and the inverse output is connected to the zero-setting input of the first D-flip-flop, the direct output of which is connected to the least significant bit of the information input of the fourth random access memory, the least significant bit of the information output of which is connected to the input of port D of the microcontroller, the transfer output of the third counter is connected to the input of the fourth one-shot the fourth output of which is connected to the input of the zero setting of the third counter, and the inverse output is connected to the input of the zero of the second D-trigger, the course of the second counter is connected to the group of the least significant bits of the address input of the first random access memory, the output of the first one-shot is connected to the start input of the analog-to-digital converter, the output of the end of the conversion cycle of which is connected to the input of port B (second interrupt vector) of the microcontroller, the bits of the first and fourth outputs of the port G (control bus) which is connected, respectively, with the recording control inputs of the first and fourth random access memory, the fifth output is connected about the recording control input of the permanent storage device, the sixth output is connected to the recording control input of the fourth counter, the seventh, eighth and ninth outputs are connected to the clock inputs of the second, third and fourth counters, respectively, the tenth output is connected to the state control input of the outputs of the fourth counter, twelfth and thirteenth outputs - connected to the input of the state control of the outputs of the timer and register, respectively, and the fourteenth output is connected to the capture input of the timer.

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [RU 112441, C1, G01R 21/00, 10.01.2012], включающее информационно-вычислительный комплекс, выполненный с возможностью осуществления функций мониторинга качества электрической энергии в энергосистеме и выявления виновников и причин нарушения качества электрической энергии, подключенный через сеть передачи данных системы мониторинга качества электрической энергии, по крайней мере, к одному программно-аппаратному комплексу синхронных измерений показателей качества электрической энергии энергообъекта, состоящему из устройств синхронных измерений качества электрической энергии, объединенных сетью передачи данных энергообъекта, причем каждое из устройств синхронных измерений качества электрической энергии, выполненное с возможностью обеспечения оценки качества электрической энергии в точке измерения и осуществления одновременных измерений показателей качества электрической энергии в фиксированные временные интервалы, подключено через сеть тактовой синхронизации к внешнему источнику единого времени и содержит коммуникационный интерфейс, связанный с сетью передачи данных энергообъекта, блок тактовой и календарной синхронизации, подключенный через интерфейс тактовой синхронизации к сети тактовой синхронизации, интерфейс измерительных трансформаторов, подключенный к измерительным трансформаторам, блок обработки первичных данных, подключенный к интерфейсу измерительных трансформаторов, коммуникационному интерфейсу, блоку тактовой и календарной синхронизации, блок измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, подключенный к блоку обработки первичных данных и блоку тактовой и календарной синхронизации, блок контроля показателей качества электрической энергии, подключенный к блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, база данных, подключенная к блоку контроля показателей качества электрической энергии, блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии, телекоммуникационный блок, подключенный к коммуникационному интерфейсу, базе данных, блоку измерения показателей качества электрической энергии и учета электроэнергии.The closest in technical essence to the proposed one is the device [RU 112441, C1, G01R 21/00, 01/10/2012], which includes an information and computer complex configured to monitor the quality of electric energy in the power system and identify the culprits and the reasons for the violation of the quality of the electric energy connected through the data network of the electric energy quality monitoring system to at least one hardware-software complex of synchronous measurements of electric quality indicators energy of the energy facility, consisting of devices for synchronous measurement of the quality of electric energy, united by a data network of the energy object, each of the devices for synchronous measurements of the quality of electric energy, made with the possibility of assessing the quality of electric energy at the point of measurement and simultaneously measuring the quality of electric energy in fixed time intervals, connected via a clock synchronization network to an external source of a single time nor does it contain a communication interface connected to a power object data network, a clock and calendar synchronization unit connected via a clock synchronization interface to a clock synchronization network, a measuring transformer interface connected to the measuring transformers, a primary data processing unit connected to a measuring transformer interface, a communication interface, clock and calendar synchronization unit, unit for measuring electric energy quality indicators and accounting electricity connected to the primary data processing unit and the clock and calendar synchronization unit, the electric energy quality control unit, connected to the electric energy quality measurement and measurement unit, the database connected to the electric energy quality control unit, the quality indicator measurement unit electric energy and electricity metering, telecommunication unit connected to a communication interface, database, measurement unit indicators of the quality of electric energy and electricity metering.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку в нем не реализуется возможность определения пространственных и временных характеристик переходного процесса в электроэнергетических системах с обеспечением повышенных характеристик помехоустойчивости.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since it does not realize the possibility of determining the spatial and temporal characteristics of the transient in electric power systems with enhanced noise immunity characteristics.

Задача, которая решается в данном изобретении, заключается в расширении функциональных возможностей.The problem that is solved in this invention is to expand the functionality.

Требуемый технический результат заключается в разработке дополнительного арсенала технических средств, в результате применения которых расширяются функциональные возможности устройства, в частности, реализуется возможность определения пространственных и временных характеристик переходного процесса в электроэнергетических системах с обеспечением повышенных характеристик помехоустойчивости.The required technical result consists in the development of an additional arsenal of technical means, as a result of which the device’s functional capabilities are expanded, in particular, it is possible to determine the spatial and temporal characteristics of the transient in electric power systems with enhanced noise immunity characteristics.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее источник единого времени, блок памяти и группу цифровых датчиков параметра напряжения, согласно предложенному изобретению, введены первая группа фильтров-усреднителей по числу цифровых датчиков группы, входы которых соединены с выходами блока памяти, входы которого соединены с выходами цифровых датчиков параметра напряжения группы, синхровходы которых соединены с выходом источника единого времени, группа блоков вычитания, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с выходами и входами соответствующего им фильтра-усреднителя первой группы, группа пороговых блоков, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков вычитания группы, блок определения цифрового датчика параметра напряжения группы, соответствующего максимальному приращению параметра, входы которого соединены с выходами блоков вычитания группы, последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, одновибратор, таймер и регистр памяти, блок вычисления среднего расстояния, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, детектор нуля, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, а выход соединен с управляющими входами таймера и регистра памяти, а также группа квадраторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока вычитания группы, вторая группа фильтров-усреднителей, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему квадратора группы, группа блоков вычисления квадратного корня, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему фильтра-усреднителя второй группы, и группа умножителей на постоянное число, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока вычисления квадратного корня группы, а выход соединен с управляющим входом соответствующего ему порогового блока группы.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that in the device containing a single time source, a memory unit and a group of digital voltage parameter sensors, according to the proposed invention, the first group of averaging filters is introduced according to the number of digital sensors of the group, the inputs of which are connected to the outputs a memory block, the inputs of which are connected to the outputs of the digital sensors of the group voltage parameter, the clock inputs of which are connected to the output of the single time source, a group of subtraction blocks, the first and second inputs of which are connected, respectively, to the outputs and inputs of the corresponding average filter of the first group, a group of threshold blocks, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding group subtraction units, the unit for determining the digital sensor of the group voltage parameter corresponding to the maximum increment of the parameter, whose inputs connected to the outputs of the group subtraction blocks, a series-connected OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, one-shot, timer and a memory histogram, an average distance calculation unit, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, a differentiation unit, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit, a zero detector, whose input is connected to the output of the average distance calculation unit, and the output is connected to timer control inputs and a memory register, as well as a group of quadrators, the input of each of which is connected to the output of the corresponding group subtraction unit, the second group of averaging filters, the input of each of which is soy inen with the output of the corresponding quadrator of the group, a group of square root calculation blocks, the input of each of which is connected to the output of the corresponding filter-averager of the second group, and a group of multipliers by a constant number, the input of each of which is connected to the output of the corresponding square block root calculation block , and the output is connected to the control input of the corresponding threshold block group.

На чертеже представлено устройство для мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе.The drawing shows a device for monitoring transient conditions in the electric power system.

Устройство для мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе содержит источник 1 единого времени, блок 2 памяти и группу цифровых датчиков 3-1 - 3-к параметра напряжения.A device for monitoring transient conditions in an electric power system comprises a single time source 1, a memory unit 2, and a group of digital sensors 3-1 to 3-voltage parameter.

Кроме того, устройство содержит первую группу фильтров-усреднителей 4-1 - 4-к по числу цифровых датчиков группы, входы которых соединены с выходами блока 2 памяти, входы которого соединены с выходами цифровых датчиков 3-1 - 3-к параметра напряжения группы, синхровходы которых соединены с выходом источника 1 единого времени, группу блоков 5-1 - 5-к вычитания, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с выходами и входами соответствующего им фильтра-усреднителя 4-1 - 4-к первой группы.In addition, the device contains a first group of averaging filters 4-1 - 4-k according to the number of digital sensors of the group, the inputs of which are connected to the outputs of the memory unit 2, the inputs of which are connected to the outputs of the digital sensors 3-1 - 3-k of the group voltage parameter, the clock inputs of which are connected to the output of source 1 at a single time, a group of blocks 5-1 - 5-subtracting, the first and second inputs of which are connected, respectively, with the outputs and inputs of the corresponding filter-averager 4-1 - 4-to the first group.

Устройство содержит также группу пороговых блоков 6-1 - 6-к, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 5-1 - 5-к вычитания группы, блок 7 определения цифрового датчика параметра напряжения группы, соответствующего максимальному приращению параметра, входы которого соединены с выходами блоков 5-1 - 5-к вычитания группы, последовательно соединенные элемент ИЛИ 8, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 6-1 - 6-к группы, одновибратор 9, таймер 10 и регистр 11 памяти, а также блок 12 вычисления среднего расстояния, входы которого соединены с выходами пороговых блоков 6-1 - 6-к группы, и блок 13 дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока 12 вычисления среднего расстояния, и детектор 14 нуля, вход которого соединен с выходом блока 12 вычисления среднего расстояния, выход которого соединен с управляющими входами таймера 10 и регистра 11 памяти.The device also contains a group of threshold blocks 6-1 to 6-k, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding blocks 5-1 to 5-k of subtracting the group, a block 7 for determining a digital sensor of the group voltage parameter corresponding to the maximum increment of the parameter, the inputs of which are connected to the outputs blocks 5-1 - 5-k subtraction of the group, a series-connected element OR 8, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks 6-1 - 6-k groups, one-shot 9, timer 10 and memory register 11, as well as the average distance calculation unit 12 inputs of which connected to the outputs of the threshold blocks 6-1 to 6-group, and a differentiation unit 13, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit 12, and a zero detector 14, whose input is connected to the output of the average distance calculation unit 12, the output of which is connected to control inputs of timer 10 and memory register 11.

Дополнительно, к указанному выше, устройство содержит группу квадраторов 15-1 - 15-к, входы каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока 5-1 - 5-к вычитания группы, вторая группа фильтров-усреднителей 16-1 - 16-к, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему квадратора 15-1 - 15-к группы, группа блоков 17-1 - 17-к вычисления квадратного корня, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему фильтра-усреднителя 16-1 - 16-к второй группы, и группа умножителей 18-1 - 18-к на постоянное число, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока 17-1 - 17-к вычисления квадратного корня группы, а выход соединен с управляющим входом соответствующего ему порогового блока 6-1 - 6-к группы.Additionally, to the above, the device contains a group of 15-1-15-k-4 quadrants, the inputs of each of which are connected to the output of the corresponding block 5-1 - 5-k of subtracting the group, the second group of averaging filters 16-1 - 16-k , the input of each of which is connected to the output of the corresponding quadrator 15-1 - 15-k group, the group of blocks 17-1 - 17-k calculation of the square root, the input of each of which is connected to the output of its corresponding averaging filter 16-1 - 16 -to the second group, and the group of 18-1 - 18-k multipliers by a constant number, the input of each of which connected to the output of the corresponding block 17-1 to 17-k calculation of the square root of the group, and the output is connected to the control input of the corresponding threshold block 6-1 - 6-k group.

Все элементы устройства являются стандартными элементами измерительной и электронно-вычислительной техники.All elements of the device are standard elements of measuring and computer technology.

Работает устройство для мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе следующим образом.A device for monitoring transient conditions in the power system as follows.

Группа цифровых датчиков 3-1 - 3-к установлена на контролируемых объектах электроэнергетической системы, в качестве которых используются генераторы напряжений. Измерения осуществляются специализированными устройствами, например измерительными преобразователями, например PMU, Phaser Measurement Unit и т.п., которые измеряют фазовые углы, амплитуды токов и напряжений, частоту, мощности и т.д. в местах их установки в различных частях ЭЭС. Все измерения синхронизированы при помощи ГЛОНАСС с точностью до 20 мкс. Данные от цифровых датчиков 3-1 - 3-к с метками времени передаются в блок 2 памяти, в частности, на сервер мониторинга и управления ЭЭС, на котором устанавливается специализированное программное обеспечение, которое обеспечивает сбор данных от всех цифровых датчиков 3-1 - 3-к и производит их хранение и отображение в режиме реального времени. Таким образом, в блок 2 памяти заносятся для каждого контролируемого объекта признак контролируемого объекта, значения фазового угла и соответствующие им значения дискретного момента времени. Текущие значения фазовых углов на заданном скользящем интервале времени усредняются в фильтрах-усреднителях 4-1 - 4-к первой группы. Из результатов усреднения в блоках вычитания 5-1 - 5-к вычитаются текущие значения фазовых углов. Разностные сигналы, взятые по модулю (без учета знакового разряда), поступают на входы пороговых блоков 6-1 - 6-к, сигналы с уровнем логической единицы на выходах которых формируются в моменты резкого приращения фазового угла, определяемые по превышению заданного порогового уровня. Такая ситуация соответствует возникновению переходного процесса в электроэнергетической системе. Разностные сигналы, взятые по модулю, поступают также в блок 7, в котором они используются совместно с признаком контролируемого объекта для определения источника возмущения, который определяется по максимальному приращению фазового угла. Это позволяет в блоке 12 определить среднее расстояние между возмущенными объектами и источником возмущений, а в блоке дифференцирования 13 - характеристику скорости изменения этого расстояния. Кроме того, при срабатывании пороговых блоков 6-1 - 6-к по сигналам уровнем логической единицы с их выходов, поступающих через элемент ИЛИ 8 и используемых для срабатывания одновибратора 9, запускается таймер 10. Остановка таймера 10 и перенос его выходного сигнала в регистр 11 памяти производится по сигналу с выхода детектора 14 нуля, который срабатывает при прекращении переходного процесса в системе. При выборе порогов срабатывания пороговых блоков 6-1 - 6-к на уровне, сравнимых со взвешенным значением среднего квадратического отклонения фазового угла, остановка таймера происходит при прекращении переходных процессов в электроэнергетической системе. Следовательно, зафиксированная в регистре 10 величина соответствует длительности переходного процесса.The group of digital sensors 3-1 - 3-k is installed at the controlled facilities of the electric power system, which are used as voltage generators. Measurements are carried out by specialized devices, for example, measuring transducers, for example PMU, Phaser Measurement Unit, etc., which measure phase angles, current and voltage amplitudes, frequency, power, etc. in places of their installation in various parts of EPS. All measurements are synchronized using GLONASS with an accuracy of 20 μs. Data from digital sensors 3-1 - 3-k with time stamps is transmitted to memory unit 2, in particular, to the monitoring and control server of the EPS, on which specialized software is installed, which collects data from all digital sensors 3-1 - 3 -k and performs their storage and display in real time. Thus, for each controlled object, the attribute of the controlled object, phase angle values and the corresponding values of the discrete time moment are entered into the memory unit 2. The current values of the phase angles at a given moving time interval are averaged in the averaging filters 4-1 - 4 to the first group. The current values of the phase angles are subtracted from the results of averaging in the blocks of subtraction 5-1 - 5-k. Difference signals taken modulo (without taking into account the sign discharge) are fed to the inputs of threshold blocks 6-1 - 6-k, signals with a logic unit level at the outputs of which are generated at the moments of a sharp increment of the phase angle, determined by exceeding a predetermined threshold level. This situation corresponds to the occurrence of a transition process in the electric power system. The difference signals taken modulo also enter block 7, in which they are used together with the feature of the controlled object to determine the source of disturbance, which is determined by the maximum increment of the phase angle. This allows in block 12 to determine the average distance between the perturbed objects and the source of disturbances, and in the differentiation block 13 - the characteristic of the rate of change of this distance. In addition, when threshold blocks 6-1 - 6-k are triggered by signals of a logic unit level, their outputs coming through OR 8 and used to trigger a single-shot 9 starts timer 10. Stop timer 10 and transfer its output signal to register 11 the memory is produced by a signal from the output of the zero detector 14, which is triggered when the transient in the system ceases. When choosing thresholds for the operation of threshold blocks 6-1 - 6-k at a level comparable to the weighted mean square deviation of the phase angle, the timer stops when the transients in the electric power system cease. Therefore, the value recorded in the register 10 corresponds to the duration of the transient process.

Для определения взвешенного значения среднего квадратического отклонения фазового угла (СКО), которые могут быть использованы для регулировки порогов в пороговых блоках 6-1 - 6-к группы, могут быть использованы текущие отсчеты с выходов блоков 5-1 - 5-к вычитания, которые подаются в квадраторы 15-1 - 15-к, в которых определяются квадраты отклонения текущего значения фазового угла от его среднего значения. Эти отклонения подаются в фильтры-усреднители 16-1 - 16-к второй группы, где формируются соответствующие усредненные оценки квадратов отклонений (оценки дисперсии) текущего значения фазового угла от его среднего значения и которые подаются в блоки 17-1 - 17-к вычисления квадратного корня группы, что позволяет определить текущую оценку среднего квадратического отклонения текущего значения фазового угла от его среднего значения. После умножения этих оценок в умножителях 18-1 - 18-к группы на постоянное число (обычно от 1 до 2) эти, уже взвешенные, оценки подаются на управляющие входы соответствующих им пороговых блоков 6-1 - 6-к группы для управления порогами срабатывания. Взвешивание оценок производится с целью исключения срабатывания устройства при допустимых уровнях отклонений текущих значений фазовых углов.To determine the weighted mean square deviation of the phase angle (RMS), which can be used to adjust the thresholds in the threshold blocks 6-1 - 6-k group, can be used current samples from the outputs of blocks 5-1 - 5-subtraction, which served in the squares 15-1 - 15-k, in which the squares of the deviation of the current value of the phase angle from its average value are determined. These deviations are fed to the averaging filters 16-1 - 16-k of the second group, where the corresponding averaged estimates of the squared deviations (variance estimates) of the current value of the phase angle from its average value are generated and which are fed to the square calculation blocks 17-1 - 17-k the root of the group, which allows you to determine the current estimate of the mean square deviation of the current value of the phase angle from its average value. After multiplying these estimates in the multipliers of the 18-1-18 group to a constant number (usually from 1 to 2), these already weighted estimates are fed to the control inputs of their corresponding threshold blocks 6-1 to 6 group to control the thresholds . Weighing the estimates is carried out in order to exclude the operation of the device at acceptable levels of deviations of the current values of the phase angles.

Таким образом, в устройстве достигается требуемый технический результат, связанный с расширением функциональных возможностей устройства, поскольку в отличие от прототипа, оно позволяет определять в блоке 12 среднее расстояние между возмущенными объектами и его изменение во времени, по которому судят о пространственном характере переходного процесса в электроэнергетической системе. Кроме того, по сигналу на выходе блока 13 появляется возможность судить о скорости изменения этого расстояния (скорости переходного процесса и его изменении во времени), а по длительности интервала времени от момента выявления до момента исчезновения группы возмущенных контролируемых объектов, формируемого в регистре 11, судят о длительности переходного процесса в электроэнергетической системе.Thus, the device achieves the required technical result associated with the expansion of the functionality of the device, because unlike the prototype, it allows you to determine in block 12 the average distance between perturbed objects and its change in time, which is used to judge the spatial nature of the transition process in the electric power system. In addition, the signal at the output of block 13 makes it possible to judge the rate of change of this distance (the speed of the transition process and its change in time), and judging by the duration of the time interval from the moment of detection to the disappearance of the group of perturbed controlled objects formed in the register 11 the duration of the transition process in the electric power system.

Claims (1)

Устройство для мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе, содержащее источник единого времени, блок памяти и группу цифровых датчиков параметра напряжения, отличающееся тем, что введены первая группа фильтров-усреднителей по числу цифровых датчиков группы, входы которых соединены с выходами блока памяти, входы которого соединены с выходами цифровых датчиков параметра напряжения группы, синхровходы которых соединены с выходом источника единого времени, группа блоков вычитания, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с выходами и входами соответствующего им фильтра-усреднителя первой группы, группа пороговых блоков, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков вычитания группы, блок определения цифрового датчика параметра напряжения группы, соответствующего максимальному приращению параметра, входы которого соединены с выходами блоков вычитания группы, последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, одновибратор, таймер и регистр памяти, блок вычисления среднего расстояния, входы которого соединены с выходами пороговых блоков группы, блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, детектор нуля, вход которого соединен с выходом блока вычисления среднего расстояния, а выход соединен с управляющими входами таймера и регистра памяти, а также группа квадраторов, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока вычитания группы, вторая группа фильтров-усреднителей, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему квадратора группы, группа блоков вычисления квадратного корня, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему фильтра-усреднителя второй группы, и группа умножителей на постоянное число, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему блока вычисления квадратного корня группы, а выход соединен с управляющим входом соответствующего ему порогового блока группы. A device for monitoring transient conditions in an electric power system, containing a single time source, a memory unit and a group of digital sensors of a voltage parameter, characterized in that the first group of averaging filters is introduced by the number of digital sensors of the group, the inputs of which are connected to the outputs of the memory unit, the inputs of which are connected with the outputs of the digital sensors of the voltage parameter of the group, the sync inputs of which are connected to the output of the single time source, a group of subtraction units, the first and second inputs of which are connected respectively, with the outputs and inputs of the corresponding averaging filter of the first group, a group of threshold blocks, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding group subtraction units, the unit for determining the digital sensor of the group voltage parameter corresponding to the maximum increment of the parameter, the inputs of which are connected to the outputs of the subtraction units groups, series-connected OR element, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, one-shot, timer and memory register, block computing medium distance, the inputs of which are connected to the outputs of the threshold blocks of the group, a differentiation unit, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit, a zero detector, the input of which is connected to the output of the average distance calculation unit, and the output is connected to the control inputs of the timer and the memory register, and also a group of quadrators, the input of each of which is connected to the output of the corresponding group subtraction unit, the second group of averaging filters, the input of each of which is connected to the output of the corresponding mu of the group squared, a group of square root calculation blocks, the input of each of which is connected to the output of the corresponding filter-averager of the second group, and a group of multipliers by a constant number, the input of each of which is connected to the output of the corresponding square root calculation block of the group, and the output is connected with the control input of the corresponding threshold block group.