? 華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀的廠家，本公司生產(chǎn)的微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀設(shè)備在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng)，以打造最具權(quán)威的“微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。

? 距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、過流保護(hù)等保護(hù)原理，多 數(shù)是利用電流、電壓輸入量中的基頻分量(即工頻分 量)來進(jìn)行計(jì)算。在發(fā)生故障時(shí)，電流和電壓輸入量 中除了基頻分量外，還有很多諧波分量，如衰減的直 流分量、高次諧波等。因此，為滿足保護(hù)原理的要 求，必須采用某一濾波算法濾出基頻分量。傳統(tǒng)的 傅里葉濾波算法是檢測(cè)到故障后，等待輸入信號(hào)的 采樣點(diǎn)達(dá)到濾波算法的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)，再開始相量計(jì)算。 而系統(tǒng)發(fā)生故障后，為確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，要 求保護(hù)盡快正確動(dòng)作，切除故障。為實(shí)現(xiàn)這一目的， 在保證一定精度的前提下，可通過縮短數(shù)據(jù)窗的方 法降低保護(hù)濾波算法所需的固有時(shí)間。 本文基于文獻(xiàn)[1]中的兩個(gè)濾波函數(shù)，提出一種 實(shí)用的濾波算法。在保證一定的計(jì)算精度下，檢測(cè) 到故障后，以1／4周期為數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)快速地進(jìn)行相量 計(jì)算(這里稱為1／4窗相量)。該算法不僅能夠用于 故障后一周期內(nèi)的快速相量計(jì)算，而且在故障一周 期后，1／4窗相量可以通過合并計(jì)算得到整窗相量 (即數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)為一周期)，計(jì)算結(jié)果與在相同條件下 利用全周期傅里葉算法得到的計(jì)算結(jié)果相同。

濾波函數(shù)的選取及其頻率響應(yīng)

? 在檢測(cè)到電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，如果保護(hù)裝置中采用的濾波算法為固定數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)，那么在故障后時(shí)間未達(dá)到該數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)窗內(nèi)既包含故障后 的采樣點(diǎn)，也包含故障前的采樣點(diǎn)。這樣，就會(huì)使得 收稿日期：2004 01—16；修回日期：2004—08—16。 相量計(jì)算的結(jié)果不能真實(shí)地反映故障后的電氣量， 將該結(jié)果用于保護(hù)實(shí)現(xiàn)時(shí)，可能會(huì)造成保護(hù)的誤動(dòng) 或拒動(dòng)，例如用于距離保護(hù)原理中的阻抗計(jì)算時(shí)，很 可能會(huì)造成超越的情況。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中， 通常是檢測(cè)到輸入信號(hào)出現(xiàn)擾動(dòng)后開始等待，直至 達(dá)到計(jì)算所需的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)，才開始進(jìn)行相量計(jì)算。 這就決定了保護(hù)動(dòng)作時(shí)問必定會(huì)大于該數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)。 為了提高保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)速度，縮短數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)是 一可行的措施，而選取一種性能良好的濾波函數(shù)無 疑對(duì)實(shí)現(xiàn)短窗濾波算法是很重要的一步。

濾波函數(shù)的選取

? 本文基于文獻(xiàn)的討論，選取與數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)有關(guān) 的三角函數(shù)作為濾波函數(shù)。 設(shè)輸入信號(hào)為z(f)，所用的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)為Tw，則 在t時(shí)刻，若不考慮衰減的直流分量的影響時(shí)，分別 用于計(jì)算輸入信號(hào)相量的實(shí)部、虛部的濾波函數(shù)的 系數(shù)為：

? 相應(yīng)地，為使在數(shù)據(jù)窗內(nèi)相量計(jì)算結(jié)果的均方 差最小，對(duì)應(yīng)的濾波函數(shù)為：

? 顯然，在所用數(shù)據(jù)窗內(nèi)，X。(x。Dc)和X。(X。Dc) 構(gòu)成一對(duì)正交濾波器(在下面的分析中亦可得到該 結(jié)論)。于是，輸入信號(hào)相量的幅值為：

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