ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-10-117-128ipolytech-192Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ РАБОТЕ ФИЛЬТРОВ ФУРЬЕ В УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫERROR ESTIMATION UNDER FOURIER FILTER OPERATION IN PROTECTIVE RELAYSСолоповР. В.SolopovR. V.solopov.rv@mail.ruКовженкинВ. С.KovzhenkinV. S.jiklemjiklem4@gmail.comВайтеленокЛ. В.VaytelenokL. V.larisa.vaytelenok.786@mail.ruФилиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияSmolensk branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”Russian Federation2018150920202210117128Copyright © Солопов Р.В., Ковженкин В.С., Вайтеленок Л.В., 20202020Солопов Р.В., Ковженкин В.С., Вайтеленок Л.В.Solopov R.V., Kovzhenkin V.S., Vaytelenok L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/192

ЦЕЛЬ. Надежность работы электроэнергетических систем напрямую зависит от правильности функционирования устройств релейной защиты. Для современного этапа развития техники данных устройств при вычислении информационных параметров характерно применение различных алгоритмов цифровой фильтрации сигналов, в том числе и фильтров Фурье. Поэтому исследование погрешностей фильтрации, возникающих при влиянии различных факторов (частоты дискретизации, наличия в сигнале апериодической, гармонических и негармонических составляющих) и изменении частоты входного сигнала, является актуальным для обеспечения требуемой надежности работы микропроцессорной релейной защиты, особенно с учетом необходимости повышения частоты дискретизации с введением протокола передачи данных МЭК-61850-9-2. МЕТОДЫ. Исследование проведено с использованием методов цифровой обработки сигналов и математического моделирования работы фильтров. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В результате проведенного анализа амплитудно-частотных характеристик фильтров выявлена предельно минимальная частота дискретизации сигнала. Получена численная оценка погрешности фильтрации при различных воздействующих факторах, позволяющая определить необходимость использования предварительной фильтрации. ВЫВОДЫ. Обеспечение надежной работы устройств релейной защиты с использованием фильтров Фурье возможно с применением специальных мер по устранению выявленных погрешностей.

PURPOSE. The operation reliability of electric power systems is strongly dependent on the correct operation of relay protection devices. The modern technological stage of these devices is characterized by the application of various algorithms of digital signal filtering including Fourier filters for information parameter calculation. Therefore, the study of filtration errors arising under the effect of various factors including the sampling frequency, the presence of aperiodic, harmonic and non-harmonic components in the signal and variation of the input signal frequency is relevant it terms of ensuring the required reliability of microprocessor protective relays, especially given the need to improve the sampling frequency with the introduction of the IEC data transfer Protocol-61850-9-2. METHODS. The research employs the methods of digital signal processing and mathematical modeling of filter operation. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The conducted analysis of amplitude-frequency characteristics of filters has allowed to identify an extremely minimal sampling frequency of the signal. The received numerical estimation of filtration error at various influencing factors demonstrates the necessity of preliminary filtration. CONCLUSIONS. Reliable operation of relay protection devices using Fourier filters can be ensured through the use of special measures enabling the elimination of the revealed errors.

релейная защитацифровая обработка сигналовдискретное преобразование Фурьеортогональные составляющиеапериодическая составляющаясинусный и косинусный фильтрыrelay protectiondigital signal processingdiscrete Fourier transformorthogonal componentsaperiodic componentsine and sosine filtersReferencesБулычев А.В. Инженерно-экономическое обоснование инвестиций в научно-исследовательские работы по релейной защите и автоматике электроэнергетических систем // Вестник Чувашского университета. 2017. № 1. С. 61-75.Булычев А.В. Инженерно-экономическое обоснование инвестиций в научно-исследовательские работы по релейной защите и автоматике электроэнергетических систем // Вестник Чувашского университета. 2017. № 1. С. 61-75.Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007. 549 с.Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007. 549 с.Романюк Ф.А., Шевалдин М.А. Совершенствование алгоритма формирования ортогональных составляющих входных величин в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2014. № 1. С. 5-11.Романюк Ф.А., Шевалдин М.А. Совершенствование алгоритма формирования ортогональных составляющих входных величин в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2014. № 1. С. 5-11.Румянцев Ю.В. Комплексная модель для исследования функционирования цифровой дифференциальной защиты силового трансформатора // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2016. № 3. С. 203-224. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-3-203-224.Румянцев Ю.В. Комплексная модель для исследования функционирования цифровой дифференциальной защиты силового трансформатора // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2016. № 3. С. 203-224. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-3-203-224.Румянцев Ю.В., Романюк Ф.А., Румянцев В.Ю. и др. Реализация цифровых фильтров в микропроцессорных устройствах релейной защиты // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2016. № 5. С. 397-417. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417.Румянцев Ю.В., Романюк Ф.А., Румянцев В.Ю. и др. Реализация цифровых фильтров в микропроцессорных устройствах релейной защиты // Энергетика. Известия вузов и энергетических объединений СНГ. 2016. № 5. С. 397-417. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417.Sharma K. K. New Algorithms for Removal of DC Offset and Subsynchronous Resonance terms in the Current and Voltage Signals under Fault Conditions. WSEAS Transactions on Power Systems. 2014. Vol. 9. P. 103-110.Sharma K. K. New Algorithms for Removal of DC Offset and Subsynchronous Resonance terms in the Current and Voltage Signals under Fault Conditions. WSEAS Transactions on Power Systems. 2014. Vol. 9. P. 103-110.Гуревич В.И. Микропроцессорные реле защиты: новые перспективы или новые проблемы? // Новости электротехники. 2005. № 6 (36). С. 57-60.Гуревич В.И. Микропроцессорные реле защиты: новые перспективы или новые проблемы? // Новости электротехники. 2005. № 6 (36). С. 57-60.Овчаренко Н.И. Цифровые аппаратные и программные элементы микропроцессорной релейной защиты и автоматики энергосистем. Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик». М.: НТФ «Энергопрогресс», 2006. Вып. 5-6 (89-90). 120 с.Овчаренко Н.И. Цифровые аппаратные и программные элементы микропроцессорной релейной защиты и автоматики энергосистем. Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик». М.: НТФ «Энергопрогресс», 2006. Вып. 5-6 (89-90). 120 с.Баранов П.Ф., Муравьев С.В., Сулайманов А.О. Программное обеспечение для эмуляции передачи мгновенных значений измерений в соответствии со стандартом МЭК 61850 // Известия Томского политехнического университета. 2014. Т. 324. № 5. С. 131-139.Баранов П.Ф., Муравьев С.В., Сулайманов А.О. Программное обеспечение для эмуляции передачи мгновенных значений измерений в соответствии со стандартом МЭК 61850 // Известия Томского политехнического университета. 2014. Т. 324. № 5. С. 131-139.Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 758 с.Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 758 с.Осак А.Б., Панасецкий Д.А., Бузина Е.Я. Интеллектуальное противоаварийное управление с учетом режимов работы потребителей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 9 (128). С. 173-184. https:// dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2017-9-173-184.Осак А.Б., Панасецкий Д.А., Бузина Е.Я. Интеллектуальное противоаварийное управление с учетом режимов работы потребителей // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 9 (128). С. 173-184. https:// dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2017-9-173-184.Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. 2-е изд. / пер. с англ. М.: ООО «Бином-Пресс», 2006. 656 с.Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. 2-е изд. / пер. с англ. М.: ООО «Бином-Пресс», 2006. 656 с.Prabhu K. M. M. Window functions and their applications in signal processing. CRC Press, Taylor&Francis Group, 2018, 382 p.Prabhu K. M. M. Window functions and their applications in signal processing. CRC Press, Taylor&Francis Group, 2018, 382 p.Sozanski K. Digital Signal Processing in Power Electronics Control Circuits. Second Edition. New York: Springer, 2017. 354 p.Sozanski K. Digital Signal Processing in Power Electronics Control Circuits. Second Edition. New York: Springer, 2017. 354 p.Муссонов Г.П. Определение параметров переходных процессов по цифровым данным. Ч. 1. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 73-81.Муссонов Г.П. Определение параметров переходных процессов по цифровым данным. Ч. 1. // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 73-81.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.