数字滤波器在继电保护中的暂态分析与算法关键

本文主要探讨了数字滤波器在数字保护算法中的关键作用，特别是在智能变电站中的应用。首先，文章指出数字保护不再仅仅依赖于传统的相量测量，而是采用数字滤波技术来处理采样值，这是由于采样值本质上是变化的交流量，不能直接提供稳定的出口信号。数字滤波器的作用在于： 1. 滤波：它能够有效地滤除信号中的非工频谐波分量，保证保护算法的准确性和稳定性。这在电力系统中尤其重要，因为谐波可能干扰保护设备的正常工作。 2. 幅值提取：滤波之后，算法需要进一步提取信号的工频幅值，这对于故障检测和定位至关重要。幅值信息反映了电气设备的状态和异常程度。 3. 信号处理：文章还介绍了信号的基本概念，包括信号在物理、数学和形态上的理解，以及自变量（如时间、位移、频率等）对信号的影响。此外，信号被分为连续时间和离散时间两种类型，并展示了对应的示例，如时域波形和数学表达式。 4. 数学模型：文中举例了阻尼振荡和谐波分析，前者用指数衰减的正弦函数描述，后者则用于电弧炉的故障诊断和电机鼠笼断条的故障信号分析，通过频谱分析来识别问题。 5. 数字继电保护算法：在微机保护系统中，数字滤波作为关键环节，涉及模拟信号的数字化处理，如离散采样和模数转换。保护算法通过分析这些数字量，计算出电气量参数，如电压、电流等，然后基于这些参数实现保护动作逻辑，如快速切除故障。 本文深入剖析了数字滤波器在数字保护中的核心地位，强调了其在信号处理、故障诊断和保护决策中的重要作用，对于理解和优化智能变电站的保护性能具有重要意义。