電網(wǎng)數(shù)字化保護(hù)――數(shù)字濾波器概述

1、第二章：數(shù)字濾波器張沛超20111復(fù)習(xí)：數(shù)據(jù)采集模塊(Data Acquisition Block)p輸入傳感器輸入傳感器將來自CT、PT的電流（額定1A/5A）、電壓（額定100V）信號轉(zhuǎn)換為符合微機(jī)保護(hù)電路要求的電壓信號（通常根據(jù)A/D對輸入范圍的要求，一般為5V或10V ）。俗稱為小CT、小PT。p信號調(diào)理信號調(diào)理對上述信息進(jìn)行標(biāo)度變換，以滿足后續(xù)處理需要。p抗混疊模擬濾波器抗混疊模擬濾波器一般為低通濾波器，使得后續(xù)采樣系統(tǒng)能夠滿足Nequist定律，起到抗混疊作用。p采樣保持和采樣保持和A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換最終將連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號。2InputTransducersSign

2、alConditioningAnti-AliasingAnalog FilterS/H and A/DConverter采樣(ALP,S/H, MUX,A/D)復(fù)習(xí)：微機(jī)保護(hù)軟件結(jié)構(gòu)p數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器是不以計算電氣量特征參數(shù)為目的，而是通過對采樣序列的數(shù)字運(yùn)算得到一個新的序列（通常仍稱為采樣序列），在這個新的采樣序列中已濾除了不需要的頻率成分，只保留了需要的頻率成分。p數(shù)字式保護(hù)算法數(shù)字式保護(hù)算法的目的是從數(shù)字濾波器的輸出采樣序列或直接從輸入采樣序列中求取電氣信號的特征參數(shù)，從而為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)保護(hù)動作判據(jù)或動作方程創(chuàng)造條件。p數(shù)字式保護(hù)的算法可分為兩大類。一類是特征量算法特征量算法，用來計算

3、保護(hù)所需的各種電氣量的特征參數(shù)，如電氣量的幅值、相位、功率、阻抗、序分量等；另一類是保護(hù)動作判據(jù)保護(hù)動作判據(jù)（Operation Criterion）或動作方程(Operation Equation)的算法，與具體的保護(hù)功能密切相關(guān)，并需要利用特征量算法的結(jié)果。p最后還需要完成各種邏輯處理邏輯處理及時序配合的計算和處理，才能最終實(shí)現(xiàn)動作判定。3數(shù)字濾波(Digital Filter)保護(hù)特征量提取算法保護(hù)動作判據(jù)算法保護(hù)跳閘邏輯算法i(n)ia(t)i(n)I/z0/10/1采樣(S/H, MUX,A/D)模擬濾波器 vs 數(shù)字濾波器4數(shù)字濾波(Digital Filter)保護(hù)特征量提取算法

4、保護(hù)動作判據(jù)算法保護(hù)跳閘邏輯算法InputTransducersSignalConditioningAnti-AliasingAnalog FilterS/H and A/DConverter5數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)特性一致性好特性一致性好。一旦程序設(shè)計完成，每臺裝置的特性就可以做到完全一致；不存在由于溫度變化、元件老化等因素對濾波器特性影響的問題；不存在阻抗匹配不存在阻抗匹配的問題；靈活性好靈活性好，改變算法或某些系數(shù)就可以改變?yōu)V波器的性能；濾波精度高濾波精度高，加長字長可以很容易提高精度。數(shù)字濾波器的定義n濾波器就廣義來說是一個裝置或系統(tǒng)，用于對輸入信號進(jìn)行某種加工和處理，以達(dá)到取得信號中的有用信息而去掉無用成分的目的。n定義：是一個計算程序或算法，將代表輸入信號的數(shù)字時間序列轉(zhuǎn)換為代表輸出信號的數(shù)字時間序列，并在轉(zhuǎn)換過程中，使信號按照預(yù)定的形式變化。67簡單示例例：設(shè)一個模擬信號既包含了工頻基波信號，也包含了三次諧波成分，表達(dá)式為x(t)=sin(w1t)+0.6sin(3w1t)，試分析經(jīng)過采樣計算，如何濾去三次諧波解：應(yīng)用采樣間隔Ts=5/3ms對該信號采樣sssTkxkTxkTy231 231kxkxkyMATLAB仿真思考：1：設(shè)計一個