Совершенствование методов и устройств определения места короткого замыкания на линиях электропередачи постоянного и переменного тока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Иванова, Елена Алексеевна
- Специальность ВАК РФ05.14.02
- Количество страниц 165
Оглавление диссертации кандидат наук Иванова, Елена Алексеевна
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
1.1 Классификация методов ОМКЗ
1.2 Методы ОМКЗ, основанные на измерениях аварийных сигналов тока и напряжения основной частоты
1.2.1 Методы ОМКЗ на базе односторонних измерений аварийных сигналов тока и напряжения основной частоты
1.2.2 Методы ОМКЗ на базе двусторонних измерений аварийных сигналов тока и напряжения основной частоты
1.3 Методы ОМКЗ, основанные на теории бегущих волн
Выводы по Главе 1
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОМКЗ НА ВЫСОКОВЛЬТНЫХ ЛЭП ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОМОЩЬЮ СПЕКТРАЛЬНОГО ПОДХОДА
2.1 Разработка алгоритма ОМКЗ на ЛЭП постоянного тока, состоящей из одного участка, на базе спектрального подхода
2.2 Разработка алгоритма ОМКЗ на кабельно-воздушной ЛЭП постоянного тока на базе спектрального подхода
2.3 Повышение точности определения собственной частоты в спектре
напряжения
Выводы по Главе 2
ГЛАВА 3 ЦИФРОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ЛЭП ПОСТОЯННОГО ТОКА
3.1 Выбор числа звеньев цифровой модели линии ПТ
3.2 Определение параметров звена цифровой модели кабельного участка линии ПТ
3.3 Определение параметров звена цифровой модели воздушного участка
линии ПТ
Выводы по Главе 3
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОГО АЛГОРИТМА ОМКЗ НА ЛЭП ПОСТОЯННОГО ТОКА НА БАЗЕ СПЕКТРАЛЬНОГО ПОДХОДА И ИЗВЕСТНЫХ ДИСТАНЦИОННЫХ МЕТОДОВ
4.1 Погрешности метода ОМКЗ на базе спектрального подхода на ВЛ переменного тока и способы их минимизации
4.2 Алгоритм определения типа к.з. и поврежденной фазы
4.3 Алгоритм определения расстояния до места повреждения
4.4 Цифровое моделирование воздушной ЛЭП переменного тока
Выводы по Главе 4
ГЛАВА 5 АПРОБАЦИЯ АЛГОРИТМА И МАКЕТ УСТРОЙСТВА ОМКЗ НА БАЗЕ СПЕКТРАЛЬНОГО ПОДХОДА
5.1 Проверка работоспособности разработанного алгоритма ОМКЗ на цифровой модели кабельно-воздушной линии постоянного тока
5.2 Проверка работоспособности разработанного алгоритма ОМКЗ на цифровой модели воздушной линии переменного тока
5.3 Натурная проверка алгоритма ОМКЗ на базе спектрального подхода на ВЛ переменного тока
5.4 Макет устройства ОМКЗ на базе разработанного алгоритма
Выводы по Главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ УСТРОЙСТВА ОМКЗ В СРЕДЕ œDE COMPOSER
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Электростанции и электроэнергетические системы», 05.14.02 шифр ВАК
Автоматическое повторное включение высоковольтных кабельно-воздушных линий электропередачи с применением волновых методов2024 год, кандидат наук Пелевин Павел Сергеевич
Разработка и исследование способов и алгоритмов определения места однофазного замыкания на землю в кабельных сетях 6-10 кВ по параметрам переходного процесса2017 год, кандидат наук Филатова, Галина Андреевна
Исследование и разработка системы защиты кабельно-воздушной линии передачи постоянного тока2014 год, кандидат наук Капитула, Юлия Владимировна
Системотехника защиты и автоматики линий электропередачи с использованием пространственно-временной обработки токов и напряжений2024 год, доктор наук Подшивалин Андрей Николаевич
Методы повышения точности определения места повреждения воздушных линий электропередачи при замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью2022 год, кандидат наук Осокин Владислав Юрьевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методов и устройств определения места короткого замыкания на линиях электропередачи постоянного и переменного тока»
ВВЕДЕНИЕ
Электрическая энергия является базисом в обеспечении жизнедеятельности современного общества. Надежная работа энергосистемы - необходимое условие экономического развития любого государства.
Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) являются одним из наиболее уязвимых элементов энергосистемы. В процессе эксплуатации ЛЭП для обеспечения их бесперебойной и корректной работы проводят плановые и периодические осмотры линий, профилактические измерения и испытания, и другие регламентные мероприятия. Как показывает практика, этого оказывается недостаточно для надежного функционирования линий электропередачи и энергосистем в целом.
При работе ЛЭП возникают их повреждения. Наиболее частым и тяжёлым видом повреждения линий являются короткие замыкания (к.з.). Аварийные отключения оказываются причиной дополнительных затрат, приводят к перерывам электроснабжения потребителей. Вместе с тем, действующий Гражданский кодекс Российской Федерации предусматривает материальную ответственность снабжающих организаций за ущерб, причинённый потребителям из-за прекращения электроснабжения.
С целью сокращения времени ликвидации повреждений на ЛЭП в настоящее время используют различные средства и устройства определения места короткого замыкания (ОМКЗ).
Необходимость в определении места повреждения в линиях электропередачи возникла на рубеже Х1Х-ХХ вв. Именно в это время в развитых европейских странах и в США стали активно внедряться технологии по передаче электроэнергии и электроснабжению потребителей переменным током. Одно из первых упоминаний о необходимости ОМКЗ на ЛЭП появилось в работе Ф. Кессельринга [1]. Там же приводится анализ некоторых полученных результатов. Однако на практике исследования в области ОМКЗ стали широко развиваться во второй половине XX в., начиная с работ М.П. Розенкопа, который, помимо
теоретических изысканий, занимался также и практической реализацией разрабатываемых алгоритмов. Фиксирующие приборы с механической фиксацией стрелки амперметра, внедряемые М.П. Розенкопом, были первыми в своем роде и отличались рядом несовершенств.
До середины 60-х годов XX века, в связи с отсутствием устройств ОМКЗ, определение места повреждения на линии осуществлялось топографически на местности - осмотром, обходом или облетом на вертолете вдоль трассы ЛЭП. Поскольку высоковольтные линии имеют большую протяженность, а их трасса нередко лежит в труднодоступной местности, такой поиск занимал длительное время. Кроме того, нередко место замыкания оказывается плохо различимым даже с близкого расстояния.
Поиск места замыкания оказывается сложной задачей и в случае самоустраняющегося повреждения линии, когда ЛЭП остается в работе после успешного автоматического повторного включения (АПВ). При этом после подобных повреждений линия остается ослабленной в месте пробитых изоляторов гирлянды и может подвергаться повторным авариям. Поэтому фиксация места самоустраняющегося повреждения является не менее важной задачей, чем обнаружение места устойчивого повреждения на линии.
В настоящее время усиление конкуренции на рынке электроэнергетики и желание предоставить более качественные услуги потребителю, имеющему все более чувствительные нагрузки, определяют важную задачу разработки быстрого и точного устройства ОМКЗ.
Отечественные разработки для решения задачи ОМКЗ на линиях постоянного тока на сегодняшний день отсутствуют. В то же время Единая Энергетическая Система (ЕЭС) России обладает рядом особенностей функционирования, которые обуславливают актуальность и своевременность развития технологий постоянного тока высокого напряжения для отечественной электроэнергетики. К таким особенностям работы ЕЭС России относятся в том числе:
• удаленность объектов генерации от потребителей электрической энергии;
• высокие уровни токов короткого замыкания в мегаполисах и необходимость их ограничения;
• энергоснабжение нефтяных платформ и других потребителей, связанное с преодолением водных преград;
• проблема подключения возобновляемых источников энергии к ЕЭС и к локальным энергосистемам;
• проблема модернизации и развития ЕЭС с последующим присоединением к ней объединенной энергосистемы Востока и ряда изолированных энергосистем;
• экспорт электрической энергии в сопредельные государства.
Внедрение технологий передачи электрической энергии посредством
высокого напряжения постоянного тока (ПТ) незамедлительно потребует использования методов и технических средств ОМКЗ, в особенности - на протяженных линиях ПТ.
В зарубежной практике наиболее широкое распространение получили методы ОМКЗ на линиях ПТ, основанные на теории бегущих волн и подразумевающие анализ распространения электромагнитной волны вдоль линии (волновые методы). Однако, такие методы не всегда позволяют точно рассчитать расстояние до места замыкания. Так, например, при возникновении близкого повреждения разница во времени прихода прямой и отраженной волн - ключевой искомый параметр волнового метода - будет мало различима.
При пересечении электропередачей ПТ водных преград в мировой практике находят применение, прежде всего, кабельные линии ПТ. Однако, стоимость 1 км кабельной линии, как правило, в несколько раз превышает стоимость 1 км воздушной линии. Поэтому после пересечения водной преграды нередко кабельные участки ЛЭП дополняются воздушными участками (например, передача постоянного тока (ППТ) между Данией и Норвегией через пролив Скагеррак, 240 км, ППТ Baltic Cable между Германией и Швецией, 250 км, связь Fenno-Skan между Финляндией и Швецией, 233 км). Единственный известный на сегодняшний день метод ОМКЗ на «смешанных» кабельно-воздушных линиях ПТ, предлагаемый за рубежом, является дорогостоящим и требует установки на
каждой преобразовательной подстанции со стороны линии постоянного тока дополнительного оборудования (дифференцирующих трансформаторов, позволяющих точно зафиксировать фронт электромагнитной волны, приходящий от места к.з.).
С целью решения задачи ОМКЗ на линиях ПТ, как однородных по всей длине, так и состоящих из нескольких участков с разными погонными параметрами, в диссертационной работе разработан и протестирован алгоритм ОМКЗ на базе спектрального подхода, основанный на оценке частотного спектра аварийного напряжения линии и последующего расчета расстояния до места к.з. с учетом собственной частоты /0 колебательного контура замкнутой линии, выделенной из этого спектра.
На сегодняшний день большинство высоковольтных линий переменного тока в России оснащено приборами ОМКЗ. Осуществляется также установка приборов ОМКЗ в сетях более низкого напряжения (6-35 кВ). Однако, выпускаемые отечественными и зарубежными предприятиями устройства ОМКЗ для ЛЭП переменного тока не лишены недостатков и обладают значительными погрешностями вычисления расстояния до места возникновения повреждения.
Несмотря на существенный объём разработок и исследований, посвящённых этому вопросу, а также многолетний опыт применения различных средств и методов, задача определения места замыкания на ЛЭП является актуальной и в настоящее время.
Большинство широко применяемых в России типов устройств ОМКЗ из-за погрешностей чаще могут указать только возможную зону обхода поврежденной линии электропередачи.
Основной вклад в принципиальные погрешности большинства приборов и устройств ОМКЗ на линии переменного тока, установленных в отечественной энергосистеме, вносит, в том числе, неизвестное переходное сопротивление в месте к.з.
Обработка статистических данных, содержащих результаты работы устройств ОМКЗ на воздушных линиях (ВЛ) переменного тока, проведенная в [2], показала, что:
1. Если зона обхода составляет ±2% от длины ВЛ, то только в 19% случаев
повреждение окажется в зоне;
2. Если зона ±5%, то попадание составит 44,5%;
3. При зоне ± 10% - попадание 76,2%;
4. При зоне ± 15% - попадание 92,3%.
Таким образом, точное определение расстояния до места повреждения на линии остается важной оперативной задачей энергосистем. Все известные методы ОМКЗ имеют погрешность, которая в зависимости от конкретных условий может достигать значительных величин. Точное определение места повреждения позволит значительно уменьшить время восстановления ЛЭП.
Современные методы снижения погрешностей [3] в устройствах и методах ОМКЗ, применяемых в отечественной энергосистеме, позволяют повысить точность таких устройств до 3 - 5% от длины линии.
Для повышения точности ОМКЗ на ВЛ переменного тока в диссертационной работе разработан комбинированный подход. Такой метод позволяет рассчитать расстояние до места замыкания при совместном использовании спектрального анализа аварийных сигналов и дистанционных методов ОМКЗ, основанных на анализе аварийных сигналов основной частоты.
Цель работы и основные направления исследований.
Целью работы является совершенствование дистанционных методов и устройств ОМКЗ при помощи спектрального анализа на линиях электропередачи для снижения погрешности при ОМКЗ и повышения надежности эксплуатации ЛЭП.
В соответствие с указанной целью основные направления исследований включали:
- разработку алгоритма ОМКЗ на базе спектрального подхода на линии постоянного тока, состоящей из одного участка с учетом установки по концам линии сглаживающих реакторов и фильтров высших гармоник;
- разработку алгоритма ОМКЗ на базе спектрального подхода на линии постоянного тока, состоящей из кабельного и воздушного участков с учетом установки по концам линии сглаживающих реакторов и фильтров высших гармоник;
- разработку комбинированного алгоритма ОМКЗ на ВЛ переменного тока, позволяющего использовать спектральный анализ переходного процесса совместно с существующими дистанционными методами ОМКЗ по параметрам аварийного режима (ПАР);
- разработку математических моделей для исследования установившихся и аварийных режимов в линиях постоянного с учетом наличия кабельного и воздушного участков, переходного сопротивления в месте к.з., концевых устройств линии ПТ с учетом частотных характеристик земли, систем регулирования, защиты и автоматики;
- разработку математических моделей для исследования установившихся и аварийных режимов в линиях переменного тока с учетом переходного сопротивления в месте к.з., логики работы релейной защиты;
- апробацию разработанных алгоритмов ОМКЗ на базе спектрального анализа на разработанном в рамках диссертации макете прибора ОМКЗ.
Методы исследований.
1. Для разработки алгоритма определения расстояния до места замыкания с помощью спектрального способа на ЛЭП постоянного и переменного тока использовались аналитические методы исследования.
2. Для оценки эффективности предлагаемого спектрального подхода при решении задачи ОМКЗ на ЛЭП постоянного и переменного тока использовались методы математического моделирования.
3. Для апробации предложенных алгоритмов ОМКЗ на ЛЭП был разработан макет устройства ОМКЗ, а также были использованы данные
моделирования линий постоянного и переменного тока и данные натурного осциллографирования замыканий на ВЛ переменного тока.
Научная новизна.
1. Впервые в России предложен способ ОМКЗ для состоящей из кабельного и воздушного участков линии постоянного тока.
2. Рекомендуемый спектральный подход при решении задачи ОМКЗ на линии постоянного тока учитывает установку фильтров высших гармоник, включенных в рассечку линейных реакторов по концам линии.
3. Проведена оценка влияния переходного сопротивления ЯП на погрешность разработанного способа ОМКЗ в зависимости от места к.з. на кабельном или воздушном участке линии постоянного тока.
4. Разработан комбинированный подход к расчету расстояния до места замыкания на ВЛ переменного тока на базе спектрального анализа и известных дистанционных методов ОМКЗ.
5. Проведена оценка влияния переходного сопротивления ЯП на погрешность разработанного способа ОМКЗ в зависимости от места к.з. на ВЛ переменного тока напряжением 110 кВ, 220 кВ и 330 кВ.
Практическая ценность результатов работы.
Предлагаемый алгоритм ОМКЗ на базе спектрального подхода может быть использован в устройстве ОМКЗ для проектируемой кабельно-воздушной линии постоянного тока между подстанциями ЛАЭС-2 и Выборгская и других объектов постоянного тока.
Погрешность разработанного алгоритма ОМКЗ в линии постоянного тока составляет до 0,5% - 1% от длины замкнутого участка линии.
Разработаны технические требования к устройству ОМКЗ на базе спектрального метода с учетом наличия двух участков в линии ПТ в проекте по титулу проектирования: «Передача постоянного тока Ленинградская ЛАЭС-2 -Выборгская».
Для ВЛ переменного тока дополнение алгоритмом спектрального анализа приборов ОМКЗ, использующих известные дистанционные методы определения
места к.з., позволит повысить точность определения расстояния до места замыкания на линии. Данный подход не требует дополнительных значительных вложений в аппаратную часть системы. Снижение погрешности, связанной с ошибочным определением собственной частоты, достигается путем применения спектрального анализа совместно с известными дистанционными алгоритмами нахождения расстояния до места замыкания на ВЛ переменного тока.
Наложение дополнительных ограничений на поиск доминирующей частоты позволяет минимизировать погрешность определения места замыкания, возникающую при анализе спектра аварийного напряжения.
Такой комплексный подход к определению расстояния до замыкания в ВЛ переменного тока позволяет повысить точность результата и обеспечить независимость результата от величины переходного сопротивления и фазового угла между током и напряжением.
Разработанный в рамках диссертации программный код на языке Си в среде Code Composer реализован в контроллере устройства ОМКЗ на ЛЭП и может быть использован в контроллерах других типов в устройствах ОМКЗ как для линий постоянного, так и для линий переменного тока.
Положения, выносимые на защиту.
1. Алгоритм ОМКЗ на базе спектрального анализа на воздушной линии постоянного тока с учетом концевых устройств.
2. Алгоритм ОМКЗ на базе спектрального анализа на «смешанной» кабельно-воздушной линии постоянного тока с учетом концевых устройств.
3. Комбинированный алгоритм решения задачи ОМКЗ на ВЛ переменного тока на базе спектрального анализа и известных дистанционных методов.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
- молодежной научной конференции «Студенты и молодые ученые -инновационной России» (Санкт-Петербург, 2013);
- международном электроэнергетическом форуме UPGrid «Электросетевой комплекс. Инновации. Развитие» (г. Москва, 2013 г.);
- XVIII международной научно-технической и практической конференции «Перспективы развития электроэнергетики и высоковольтного электротехнического оборудования. Энергоэффективность и энергосбережение» (г. Москва, 2014 г.);
- VI международной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодежи-2015» (г. Иваново, 2015 г.).
- II международной конференции по электропередачам постоянного тока высокого напряжения (Н^0С-2016), г. Шанхай, октябрь 2016 г.
Публикации.
По теме диссертации автором и в соавторстве опубликованы 8 статей; получены патент на полезную модель и патент на изобретение.
1) Е.А. Иванова, Е.В. Исаев, Н.Г. Лозинова, М.И. Мазуров, «Определение места повреждения в высоковольтных линиях электропередачи переменного тока на основе двусторонних измерений», Известия НТЦ ЕЭС, №2 (67), 2012, Санкт-Петербург, Россия, с. 120 - 131.
2) Е.А. Иванова, Е.В. Исаев, Н.Г. Лозинова, «Преимущества определения места повреждения в высоковольтных линиях электропередачи переменного тока на основе двусторонних измерений», Воздушные линии, №2 (11), 2013, Москва, Россия, с. 41 - 48.
3) Иванова Е.А., Лозинова Н.Г., Мазуров М.И., «Определение места повреждения в линии электропередачи постоянного тока на базе спектрального метода», Энерго-Эксперт №5 (46), 2014, Москва, Россия, с. 16 - 19.
4) Иванова Е.А., «Определение места повреждения в линии электропередачи постоянного тока», Электро № 6, декабрь 2014, Москва, Россия, с. 21 - 25.
5) Иванова Е.А., «Определение места повреждения в неоднородной линии электропередачи постоянного тока», Электрические станции № 7, 2014, Москва, Россия, с. 51 - 56.
6) Е.А. Иванова «Комбинированный способ определения места повреждения в линии электропередачи переменного тока», Электричество, № 7, 2015г., с. 12 - 20.
7) E.A. Ivanova, «Fault location in a nonuniform DC power transmission line», Power Technology and Engineering, vol.48, № 5, 2015, p. 400-405.
8) Иванова Е.А., Лозинова Н.Г. Особенности определения места повреждения (ОМП) в кабельно-воздушной линии постоянного тока // Известия Томского политехнического университета - Томск, 2016. № 8 - С. 17 - 27.
9) Лозинова Н.Г., Мазуров М.И., Исаев Е.В., Иванова Е.А. Устройство для определения места повреждения при коротких замыканиях на линии электропередачи переменного тока - Патент на полезную модель № 132568.
10) Лозинова Н.Г., Мазуров М.И., Иванова Е.А. Способ определения места повреждения при коротких замыканиях на линии электропередачи переменного тока - Патент на изобретение № 2498330.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, списка использованных источников из 50 наименований. Работа содержит 156 страниц основного текста, одно приложение, 11 таблиц и 77 рисунков.
Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи работы, изложены основные положения, выносимые на защиту. Приведено краткое содержание диссертации.
В первой главе приведен обзор существующих методов и средств ОМКЗ на линиях электропередачи постоянного и переменного тока, применяемых в отечественной и зарубежной практике. Оценены погрешности известных устройств ОМКЗ и причины их возникновения.
Во второй главе поставлена задача по исследованию возможности и разработке принципа применения спектрального анализа аварийных сигналов по концам линии для оценки расстояния до места повреждения в линии электропередачи ПТ. В качестве спектрального анализа рассматривается
интегральное преобразование Фурье информативной части кривой напряжения поврежденного полюса электропередачи ПТ и выделения из полученной спектральной характеристики собственной частоты колебательного контура замкнутой линии. Выведена формула, описывающая соотношение между длиной замкнутого через переходное сопротивление участка линии постоянного тока, состоящей из одного участка (кабельного или воздушного), собственной частоты в спектре аварийного напряжения и параметров линии. Выведено выражение для определения расстояния до места короткого замыкания кабельно-воздушной линии постоянного тока в зависимости от собственной частоты колебательного контура замкнутой линии и параметров линии. Рассмотрены основные проблемы, возникающие при решении задачи цифровой обработки сигнала, предложены пути их решения.
Третья глава посвящена вопросу моделирования кабельно-воздушной линии постоянного тока и определения параметров кабельного и воздушного участков такой линии. В качестве прототипа модели биполярной кабельно-воздушной линии ПТ рассматривалась проектируемая линия ПТ между подстанциями ЛАЭС-2 - Выборгская.
Математическая модель линии представлена звеньевой (ячеечной) схемой замещения. Каждая П-ячейка модели кабельного участка линии эквивалентирует 1 км реального кабельного участка линии, кабельный участок линии ПТ представлен 41-ой П-ячейкой; воздушный участок линии смоделирован 27-ю П-ячейками, каждая из которых эквивалентирует 2,48 км реального воздушного участка линии ПТ. Данный выбор числа ячеек модели линии позволяет достаточно точно имитировать рассматриваемые процессы к.з. на линии ПТ в частотном диапазоне до 17 кГц.
В связи с рассматриваемым способом моделирования каждая ячейка предложенной модели образуется из двух полюсов линии, двух обратных (нейтральных) проводов и земли, соединённых между собой емкостными связями. Короткое замыкание на линии имитировалось Я-цепочкой с переменными параметрами. Проведена оценка погрешности имитации переходного процесса на
собственной частоте замкнутого колебательного контура линии, моделируемой схемой с сосредоточенными параметрами по сравнению с имитацией переходного процесса в линии, моделируемой ячеечной (звеньевой) схемой.
В четвертой главе разработан метод комбинированного ОМКЗ на ЛЭП переменного тока, позволяющий использовать совместно спектральный анализ аварийных сигналов и известные дистанционные методы ОМКЗ. Разработана цифровая модель линии переменного тока, представленная звеньевой схемой замещения.
В пятой главе проведены расчеты расстояния до места замыкания в модели кабельно-воздушной линии ПТ предложенным методом ОМКЗ. Оценена погрешность разработанного алгоритма ОМКЗ. Также проведена оценка влияния величины затухания на точность предлагаемого метода. Проведены расчеты расстояния до места к.з. разработанным комбинированным способом ОМКЗ в модели ВЛ переменного тока. Проанализирована точность предлагаемого алгоритма при различных видах к.з., а также приведены материалы результатов натурного исследования работоспособности предлагаемого алгоритма ОМКЗ. Описан разработанный в рамках диссертации макет устройства ОМКЗ, приведены результаты проверки разработанного алгоритма ОМКЗ на базе спектрального подхода в макете устройства ОМКЗ.
В заключении приведены выводы по разработке спектрального подхода для решения задачи ОМКЗ на линиях постоянного и переменного тока.
В приложении приведен программный код на языке Си в среде Code Composer алгоритма ОМКЗ на базе спектрального подхода.
ГЛАВА 1 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВЫСОКОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
1.1 Классификация методов ОМКЗ
Существующие на сегодняшний день методы и средства ОМКЗ могут классифицироваться по различным принципам. Прежде всего, эти методы и средства делятся на дистанционные и топографические. При этом приборы топографического ОМКЗ находятся в распоряжении поисковой бригады, которая осуществляет определение места повреждения непосредственно при движении вдоль трассы линии. Дистанционные приборы и устройства ОМКЗ устанавливаются на подстанциях и рассчитывают расстояние до места замыкания по заложенным в них алгоритмам.
Применяемые на ЛЭП дистанционные методы ОМКЗ делятся на пассивные, основанные на регистрации напряжений и токов на подстанциях, и активные -локационные. При этом последние основаны на фиксации интервала времени между моментом отправки в поврежденную линию зондирующего электрического импульса и моментом прихода импульса, отраженного от места замыкания.
В пассивных дистанционных методах ОМКЗ предполагается использование информации о параметрах аварийного режима (ПАР) - измеренных во время замыкания токах и напряжениях отдельных фаз или последовательностей. Методов определения расстояния до места к.з. по параметрам аварийного режима (ПАР) множество, однако, все они могут быть разделены на методы двустороннего (определение расстояния до места к.з. по фиксированным токам и напряжениям с двух концов линии) и методы одностороннего (определение расстояния до места к.з. по фиксированным токам и напряжениям с одного конца линии) замера.
Основные недостатки применяемых пассивных методов ОМКЗ состоят в том, что результаты при их использовании заметно зависят от параметров предшествующего аварии режима электропередачи, уровня помех и сопротивления в месте к.з.
К недостаткам активных методов относят небольшой диапазон достоверно определяемых расстояний до места замыкания. В случае длинной электропередачи постоянного тока эффективность активного метода ОМКЗ снижается еще и из-за сильных помех, проникающих в контур поврежденного полюса со стороны другого полюса линии постоянного тока, или в случае двухцепных линий - со стороны соседних фаз ЛЭП.
В зависимости от класса напряжения средства и методы ОМП можно разделить на два вида: средства ОМП в сетях с большими токами замыкания на землю (110 кВ и выше) и средства ОМП в сетях с малыми токами замыкания на землю (6...35 кВ).
На сегодняшний день дистанционное определение места замыкания по-прежнему является наиболее распространенным. Методы дистанционного ОМКЗ можно разделить на следующие основные категории:
1. Методы, основанные на анализе токов и напряжений основной частоты.
2. Методы, основанные на теории бегущих волн.
Методика ОМКЗ, основанная на анализе токов и напряжений основной частоты по концам ЛЭП представляется достаточно простой и оказывается наиболее применимой в отечественной практике. По соотношениям токов и напряжений по концам линии определяют сопротивление поврежденного участка линии и рассчитывают расстояние до места повреждения. Большинство существующих приборов ОМКЗ основаны именно на этом принципе. Методы, относящиеся к этой категории, носят название дистанционных импедансных методов или методов ОМП по ПАР. Такие методы являются простыми в реализации и не требуют дополнительных экономических затрат, однако имеют принципиальные погрешности, основной вклад в которые вносят неизвестное переходное сопротивление в месте к.з., погрешности измерения токов и
Похожие диссертационные работы по специальности «Электростанции и электроэнергетические системы», 05.14.02 шифр ВАК
Совершенствование методов и средств определения места повреждения на линиях электропередачи для организации аварийно-восстановительных работ2022 год, кандидат наук Ермаков Константин Игоревич
Совершенствование методов и средств определения места повреждения на линиях электропередачи для организации аварийно-восстановительных работ2022 год, кандидат наук Ермаков Константин Игоревич
Разработка и совершенствование методов определения места повреждения на трехфазных и четырехфазных воздушных линиях электропередачи высокого напряжения2015 год, кандидат наук Устинов, Алексей Александрович
Повышение точности определения места повреждения воздушных линий электропередачи по параметрам предаварийного и аварийного режимов2014 год, кандидат наук Абрамочкина, Людмила Владимировна
Метод локационного мониторинга гололедообразования и повреждений на воздушных линиях электропередачи и программно-аппаратные комплексы для его реализации2019 год, доктор наук Касимов Василь Амирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванова, Елена Алексеевна, 2017 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кессельринг Ф. Селективная защита: Перевод с нем. - М. - Л.: Энергоиздат, 1932. - 179с.
2. Беляков Ю.С. Актуальные вопросы определения мест повреждения воздушных линий электропередачи. ФГОУ ДПО «ПЭИПК», Сенкт-Петербург, 2008.
3. Ефремов В.А. Виды погрешностей ОМП и их влияние на точность замера. // Релейная защита и автоматизация. - Чебоксары, 2014. № 2 - С. 54 - 58.
4. Аржанников Е.А. Дистанционный принцип в релейной защите и автоматике линий при замыканиях на землю. М.: Энергоатомиздат, 1985.
5. Аржанников Е.А., Чухин А.М. Методы и приборы определения мест повреждения на линиях электропередачи, Библиотечка электротехника, Выпуск 3, М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 1998.
6. Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М.Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи, под ред. В.А. Шуина, М.: Энергоатомиздат, 2003.
7. Белотелов А.К., Саухатас А.С., Иванов И.А., Любарский Д.Р. Алгоритмы функционирования и опыт эксплуатации микропроцессорных устройств определения мест повреждения линий электропередачи // Электрические станции. - 1997. - №12. - С.7-12.
8. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Ефремов В.А., Нудельман Г.С., Подшивалин Н.В. Диагностика линий электропередачи // Электротехнические микропроцессорные устройства и системы: Межвузовский сб. научных тр. / Чебоксары: Изд-во Чувашского университета, 1992.
9. Применение и техническое обслуживание микропроцессорных устройств на электростанциях и в электросетях. Часть 1. Фиксирующие
индикаторы для определения мест повреждений на воздушных линиях электропередачи. Под ред. Б.А. Алексеева, М. Изд. НЦЭНАС, 2001.
10. Лукоянов В.Ю. Эра отечественных приборов ОМП // Релейная защита и автоматизация. - Июнь 2014. - № 2 (15). - С. 43 - 44.
11. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. М: Энергоиздат, 1982.
12. Шалыт Г.М., Айзенфельд А.И., Малый А.С. Определение мест повреждений линий электропередачи по параметрам аварийного режима / Под ред. Г.М. Шалыта - 2-е изд., перераб и доп. М: Энергоатомиздат, 1983.
13. Айзенфельд А.И., Шалыт Г.М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлением. М.: Энергия, 1977.
14. Айзенфельд А.И., Аронсон В.Н., Гловацкий В.Г. Фиксирующие индикаторы тока и напряжения ЛИФП-А, ЛИФП-В, ФНП, ФПТ. М.: Энергоатомиздат, 1989.
15. Кузнецов А.А. Одностороннее или двустороннее ОМП? // Релейная защита и автоматизация. - Июнь 2014. - № 2 (15). - С. 64.
16. Magnago F.H., Abur A. A new fault location technique for radial distribution systems based on high frequency signals // In: Proc of IEEE PES Summer Meeting. -1999. - Р. 426-431.
17. Gale P.F., Crossely P.A., Binguin X. et al. Fault location based on travelling waves // In: Proc of 5th Int Conf on Developments in Power System Protection - DPSP, IEE CP 368. -1993. - Р. 54-59.
18. Lewis L.J. Travelling wave relations applicable to power system fault locators. AIEE Trans. -1951. - № 70 (2). - Р. 1671-1680.
19. H.W. Dommel, J.M.Michels, High speed relaying using travelling wave transient analysis, IEEE Publications NO.78CH1295-5 PWR, paper no. A78 214-9, IEEE PES Winter power meeting, New York. - January 1978. - Р.1-7
20. А.С. Бутымов, А.С. Гайворонский, А.В. Пуртов, А.Л. Соловьев. Система мониторинга грозовых разрядов и определение мест повреждения ВЛ // Воздушные линии. - 2012. - №3. - С. 17-19.
21. M. Ando, E.O. Schweitzer, R.A. Baker. Development and field-data evaluation on single-end fault locator for two-terminal HVDC transmission lines // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol.PAS-104. - December, 1985. - №12. - Р. 1152-1168.
22. Single ended transmission line fault locator. United States Patent №4,766,54. Schweitzer, et al.
23. Jamali S., Ghezeljen A. Fault location on transmission line using high frequency travelling waves // In: Proc of 8th Int Conf on Developments in Power System Protection - DPSP, IEE CP 500. - 2004. - vol. 1. - Р. 220-223
24. S.Mekkhachai, N.A.A. Ramon, W. Erickson, R. Wachal. ThailandMalaysia HVDC Line Fault Locator System Upgrade // 2011 HVDC USERS CONFERENCE. - 23-25 October 2011. - Shanghai, China.
25. Nanayakkara O.M.K.K., Rajapakse A.D., R.Wachal. Location of DC Line faults in conventional HVDC systems with segments of cables and overhead lines using terminal measurements // IEEE Trans on Power Deliv. - January 2012. -vol. 27, No.1. - Р. 279-288.
26. Герцик К.А., Мазуров М.И., Минкин С.И, Шлайфштейн А.Х. Спектральный метод определения места повреждения на линии постоянного тока, Сб. научных трудов «Автоматизированные системы управления технологическими процессами крупных подстанций, электропередач и вставок постоянного тока», Л., Энергоатомиздат, 1991.
27. Герцик К.А. и др. Испытания прибора для обнаружения места короткого замыкания на линии электропередачи постоянного тока Волгоград-Донбасс. Электрические станции, №12, 1992.
28. Герцик К.А. Экспериментальное исследование перенапряжений в линии электропередачи Волгоград-Донбасс при однополюсном коротком замыкания // Исследования и разработки мощных электропередач постоянного тока, Сб. научных трудов НИИПТ. - Л., 1983 г. - С. 37-44.
29. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. — 2-е изд. — М., 1962.
30. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Часть первая. Линейные электрические цепи. М., Изд. «Энергия», 1966 г., 318 с.
31. Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети. Учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей вузов.- СПб: Издательство Сизова М.П., 2004.-304 с., с илл. Изд. 2-е, испр. и доп.
32. Дж.Бендат, А.Пирсол Измерение и анализ случайных процессов, М., 1974г.
33. Л.А. Бибер, Я.А. Карпин. О методе практического применения численного спектрального анализа // Труды ВНИИЭ. - 1975. - вып. 47, с. 101 - 112.
34. Кей С.М., Марпл С.Л. (мл.) Современные методы спектрального анализа, ТИИЭР, т.69., № 11, ноябрь 1981г.
35. Марпл С.Л. (мл.) Цифровой спектральный анализ и его приложения, М.: Мир, 1990г., 584 с.
36. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. М.: Техносфера, 856 с.
37. А.В. Поссе «Схемы и режимы электропередач постоянного тока», Л., «Энергия», 1973 г.
38. Левинштейн М.Л., Операционное исчислении в задачах электротехники. Изд. 2-е, доп., Л., «Энергия», 1972.-360 с. с илл.
39. Голдобин Д.А., Кадомская К.П., Лавров Ю.А. Волновые процессы и перенапряжения в кабельных линиях высокого напряжения: Учеб. пособие // Новосиб. электротехн. ин-т. - Новосибирск, 1987.-75 с.
40. Wedepohl L.M., Welcox D.J. Transient analysis of underground power transmission systems // Proc. Inst. El. Eng. - 1973. - vol.120, N2. - Р. 253260.
41. Евдокунин Г.А., Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных силовых кабелей высокого напряжения. - 2009. URL: http : //www. ruscable. ru/doc/analytic/statya-191. html.
42. Крайчик Ю.С., Пинцов А.М. Электрические параметры линий электропередач постоянного тока с одножильными кабелями в металлических оболочках // «Изв. «НИИПТ». - 1958. - Вып. 3. - С. 289 - 299.
43. Цейтлин Л.А., Индуктивности проводов и контуров, Госэнергоиздат, 1950.
44. Марголин Н.Ф. Токи в земле, Госэнергоиздат, 1947.
45. Костенко М.В., Шкарин Ю.П., Перельман Л.С. «Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения», М.: «Энергия», 1973 г.
46. К.А. Герцик, А.Х. Шлайфштейн. Перенапряжения в двухпроводных воздушных линиях электропередачи постоянного тока при коротком замыкании на землю одного из ее проводов // Сборник научн. Трудов, Труды НИИПТ. - 1979. - № 28. - С. 42 - 57.
47. Джуварлы И.М., Джафаров Э.П. Математическое моделирование поверхностного эффекта в земле при расчетах переходных процессов в ЛЭП на ЭЦВМ. - Изв. высш. уч. завед. Нефть и газ, 1970, № 6.
48. Уточнение методики исследований переходных процессов при коротких замыканиях на землю в произвольной точке воздушной линии постоянного тока: отчет о НИР / НИИПТ, А.Х. Шлайфштейн. - 0-4584. - Л., 1978. - 102 с.
49. А.И. Айзенфельд, Методические указания по определению мест повреждения воздушных линий напряжением 110 кв и выше с помощью фиксирующих приборов, Союзтехэнерго, 1988.
50. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения/ Под ред. И.А.Баумштейна, С.А.Бажанова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989г. - 768с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ УСТРОЙСТВА ОМКЗ В СРЕДЕ СОБЕ COMPOSER
#define N_Freq 16384
#define N_Points 16384
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #include "compl.h" #include "modbus.h"
int* TM0_GlobalControl = ( int*) 0x808 3 020;
int* TM0_Counter = ( int*) 0x808 3024;
int* TM0_Period = ( int*) 0x808 3 028;
int* TM1_GlobalControl = ( int*) 0x808 030;
int* TM1_Counter = ( int*) 0x808 3 034;
int* TM1_Period = ( int*) 0x808 3038;
int* ADC0 = (int*)0xFF8010 ;
int* DAC0 = (int*)0xFF8014 ;
int* DAC1 = (int*)0xFF8015 ;
int* ADC_START = (int*)0xFF800C;
int Ampl = 30000;
double PI = 3.14159265359;
int V[N_Points]; double U[N_Points]; double Sp[N_Freq]; WORD Graf_Sp[400]; WORD Graf U[400];
//------------------------------------------
void Init_TM0(int Period) {
*TM0_Period = Period;
// зададим разряды 0 (FUNC) 9 (CLKSRC) (*TM0_GlobalControl) |= 0x201; // 203
//сигнал GO и HLD - запуск (*TM0_GlobalControl) |= 0x80; (*TM0_GlobalControl) |= 0x40;
}
//------------------------------------------
void Init_TM1(int Period) {
*TM1_Period = Period;
// зададим разряды 0 (FUNC) 9 (CLKSRC) (*TM1_GlobalControl) |= 0x201; // 203
//сигнал GO и HLD - запуск (*TM1_GlobalControl) |= 0x80; (*TM1_GlobalControl) |= 0x40;
}
//----------------------------------------------------------
void Wait TM0() // ждем очередного срабатывания таймера TM0 {
int New, Old;
New = *TM0_Counter;
Old = New;
// как только станет New < Old - т.е. начнется очередной // период пилы - выходим из цикла
while (New >= Old) {
Old = New;
New = *TM0_Counter;
}
}
//----------------------------------------------------------
void Wait TM1() // ждем очередного срабатывания таймера TM0 {
int New, Old;
New = *TM1_Counter;
Old = New;
// как только станет New < Old - т.е. начнется очередной // период пилы - выходим из цикла
while (New >= Old) {
Old = New;
New = *TM1_Counter;
}
}
//----------------------------------------------------------
int Input_ADC0() {
*ADC_START = 0x0 0; return (*ADC0);
}
//----------------------------------------------------------
void Init_PIOX() {
int* Control = (int*) 0xC00000; int* BaseAddr = (int*) 0xFF0000; int* Addr; int i, k;
Addr = BaseAddr;
for (i = 0; i < 0x20; i++) {
*Addr = 0; Addr++;
}
*Control = 0x03;
}
//----------------------------------------------------------
void FFTAnalysis(double *AVal, double *Sp, int Nvl, int Nft) {
/* быстрое преобразование Фурье, алгоритм Кули-Тьюки */
double TwoPi = 6.2 8318530717 958 6; double Fd = 200000;
int i, j, n, m, Mmax, Istp, Half, F;
double Tmpr, Tmpi, Wtmp, Theta;
double dCos, dSin, Cosinus, Sinus, f, df;
/*double *Tmvl;
double *Tmps;*/
double Tmvl[4 0000];
double Tmps[4 0000];
int Count = 0; n = Nvl * 2;
for (i = 0; i <= n+1; i++) {
Tmvl[i] = 0; Tmps[i] = 0;
}
/*Tmvl = (double*) calloc(n+1, sizeof(double)); Tmps = (double*) calloc(Nft, sizeof(double));*/
for (i = 0; i < Nvl; i++) {
j = i * 2; Tmvl[j] = 0; Tmvl[j+1] = AVal[i];
}
i = 1; j = 1;
while (i < n) {
if (j > i) {
Tmpr Tmvl[i] Tmvl[j] Tmpr
Tmvl[i+1] Tmvl[j+1]
}
i = i + 2; m = Nvl;
while ((m >= 2) && (j > m {
j = j - m; m = m >> 1;
}
j = j + m;
}
Mmax = 2;
while (n > Mmax) {
Theta = -TwoPi / Mmax; dSin = sin(Theta); Wtmp = sin(Theta / 2); dCos = Wtmp * Wtmp * 2; Istp = Mmax * 2; Cosinus = 1; Sinus = 0;
= Tmvl[i];
= Tmvl[j]; = Tmpr; = Tmvl[i+1]; = Tmvl[j+1]; = Tmpr;
m = 1;
while (m < Mmax) {
i = m; m = m + 2; Tmpr = Cosinus; Tmpi = Sinus;
Cosinus = Cosinus - Tmpr * dCos - Tmpi * dSin; Sinus = Sinus + Tmpr * dSin - Tmpi * dCos;
while (i < n) {
j = i + Mmax;
Tmpr = Cosinus * Tmvl[j] - Sinus * Tmvl[j-1]; Tmpi = Sinus * Tmvl[j] + Cosinus * Tmvl[j-1];
Tmvl[j]
Tmvl[j-1] Tmvl[i]
Tmvl[i-1] i = i + Istp; Count++;
= Tmvl[i] - Tmpr; = Tmvl[i-1] - Tmpi;
= Tmvl[i] + Tmpr; = Tmvl[i-1] + Tmpi;
}
Mmax = Istp;
for (i = 0; i <= n; i++) {
Tmvl[i] = Tmvl[i] / Nft;
}
//
for (i = 0; i < Nft; i++) {
j = i * 2;
Tmps[Nft-i-1] = sqrt(Tmvl[j]*Tmvl[j] + Tmvl[j+1]*Tmvl[j+1]);
}
//
Half = Nft/2+1; df = 1.00 / Half; f = 0;
for (i = 0; i < Half; i++) {
F = (int) (Fd * f / 2);
if (F <= Nft) {
Sp[F] = Tmps[i];
}
f = f + df;
}
/*free(Tmvl); free(Tmps); */
}
//----------------------------------------------------------------------
double GetDamping(double* U, double dt) {
int i, j, k; int W, Count;
double SX, SY, SX2, SY2, SXY;
double U res[N Points];
/* амплитудный детектор с фильтром */ double Sum;
W = 500; Sum = 0; k = 0;
for (i = 0; i < N_Points; i++) {
Sum = Sum + fabs(U[i]);
if (i >= W) {
U_res[k] = Sum / W; k++;
Sum = Sum - fabs(U[i-W]);
}
}
Count = k; /* логарифмируем */
for (j = 0; j < Count; j++) {
U res[j] = log(U res[j]);
}
/* методом наименьших квадратов отыскиваем затухание */
SX = 0; SY = 0; SXY = 0; SX2 = 0; SY2 = 0;
for (j = 0; j < Count; j++) {
SX = SX + j;
SX2 = SX2 + j*j;
SY = SY + U_res[j];
SY2 = SY2 + U_res[j] * U_res[j];
}
SXY = SXY + j * U_res[j];
SX = SX / Count; SY = SY / Count; SX2 = SX2 / Count; SY2 = SY2 / Count; SXY = SXY / Count;
return (SXY - SX * SY) / (SX2 - SX * SX) / dt;
}
//--------------------------------------------------
void GetRange(float Lo, float Co, float Ro, float Leng, int fMax, float
Alfa, float *R) {
TComplex A, B, C, P, X1, X2; TComplex Op1, Op2; double Lo, Co, R per;
Lo = Lo * 1E-03;
Co = _Co * 1E-06;
R per = 0; // временно
P.Re = Alfa;
P.Im = 2 * PI * fMax;
MultComplex(P, P, &Op1);
Opl.Re = Opl.Re * 4.00/(PI*PI) * Co * Lo; Opl.Im = Opl.Im * 4.00/(PI*PI) * Co * Lo;
Op2 = P;
Op2.Re = Op2.Re * Op2.Im = Op2.Im *
(2 / PI) * Co * Ro; (2 / PI) * Co * Ro;
A.Re = Opl.Re + Op2.Re;
A.Im = Opl.Im + Op2.Im;
B = P;
B.Re = B.Re * (2.00/PI) * Co * R_per;
B.Im = B.Im * (2.00/PI) * Co * R_per;
C.Re = l; C.Im = 0;
Quadr_equation(A, B, C, &Xl, &X2); *R = Xl.Re;
}
//--------------------------------------
int main() {
WORD R[0xl00]; WORD CB;
int i, k, Ll, L2; double X, Y;
// распределенные параметры float Lo, Co, Ro, Leng; double Max, S0, Sl; float Alfa, Distance; WORD kMax, fMax, FMax; int S, BP; int Count; double Umin, Umax;
/* инициализируем устройство ввода-вывода, таймеры и последовательный канал */
Init_PIOX(); Init_UART(); Init_TM0(l87); Init_TMl(375000); Count = 0;
X = l000;
while (l) {
*ADC START = 0x0 0;
S = (*ADC0) & 0xFFFF; if (S <= 0x8000)
Y = S;
else
Y = -(0xl0000 - S);
if (Y < -1000) /* обнаружено замыкание */ {
/* формируем сигнал */ BP = 0;
for (i = 0; i < N_Points; i++) {
Wait_TM0(); *ADC_START = 0x0 0;
V[i] = *ADC0; }
/* преобразуем двоично-дополнительный код в двоичный */ Umin = 100000; Umax = -100000;
for (i = 0; i < N_Points; i++) {
Wait_TM0();
S = V[i] & 0xFFFF; if (S <= 0x8000) U[i] = S;
else
U[i] = - (0x10000 - S); if (U[i] > Umax)
Umax = U[i]; if (U[i] < Umin)
Umin = U[i]; *DAC0 = U[i]/2;
}
BP = 1;
/* делаем быстрое преобразование Фурье */
for (i = 0; i < N_Freq; i++) {
Sp[i] = 0;
}
if (Umax - Umin > 1000) {
FFTAnalysis(U, Sp, N_Points, N_Freq);
/* найдем максимум спектра */
Max = 0; Sp[0] = 0; kMax = 0;
for (k = 1; k < N_Freq; k++) {
if (abs(Sp[k]) > Max) {
Max = abs(Sp[k]); kMax = k;
}
}
}
else {
Max = 1; kMax = 0;
}
/* отнормируем */
for (k = 1; k < N_Freq; k++) {
Sp[k] = abs(Sp[k] * 700) / Max;
}
/* преобразуем исходный сигнал в график [0..400-1] для вывода на терминал */
for (i = 0; i < 120; i++) {
Graf_U[i] = (int) (500 * (1.00 + U[i*5] / 15536.0));
}
Graf_Sp[0] = 0;
for (i = 1; i < 120; i++) {
L1 = (int) ((i-1) * N_Freq / 120.0); L2 = (int) (i * N_Freq / 12 0.0); fMax = 0;
for (k = L1; k < L2; k++)
if (abs(Sp[k]) > fMax)
fMax = abs(Sp[k]);
Graf Sp[i] = fMax;
}
BP = 2;
else
// уточним положение максимума // путем усреднения в его окрестности
50 = 0;
51 = 0;
for (i = -100; i <= 100; i++) {
50 = S0 + Sp[kMax+i];
51 = S1 + (kMax+i) * Sp[kMax+i];
}
if (Umax - Umin > 1000)
fMax = (int)(S1 / S0);
fMax = 0;
/* запросим исходные данные от терминала */
Modbus_Read_Float(13, 0, 160, &Lo); Wait_TM1();
Modbus_Read_Float(13, 0, 164, &Co); Wait_TM1();
Modbus_Read_Float(13, 0, 168, &Ro); Wait_TM1();
Modbus_Read_Float(13, 0, 172, &Leng); Wait TM1();
/* вычислим коэффициент затухания */ Alfa = GetDamping(U, 5E-06);
/* вычислим расстояние */
GetRange(Lo, Co, Ro, Leng, fMax, Alfa, &Distance);
/* отправляем графики исходного сигнала и спектра, вычисленное расстояние, биты построения кривых, выставляем нужный номер экрана и даем звуковой сигнал */
/* выставим бит очистки кривой в контрольном блоке */
Modbus_Write_Word(13, 0, 176, fMax);
Wait_TM1();
Modbus_Write_Float(13, 0, 180, Alfa); Wait_TM1();
Modbus_Write_Float(13, 0, 184, Distance); Wait_TM1();
CB = 0x0F00;
Modbus_Write_Word(13, 0, 702, CB); Wait_TM1();
/* отправим сами графики */
Modbus_Write_Trend(13, 0, 200, 120, Graf_Sp); Wait_TM1();
Modbus_Write_Trend(13, 0, 320, 120, Graf_U); Wait_TM1();
/* выставим бит построения кривой в контрольном блоке */
CB = 0x000F;
Modbus_Write_Word(13, 0, 702, CB); Wait_TM1();
BP = 3;
/*}
Count ++;*/
} /* обработка КЗ закончилась */
}
return 0; }
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.