U ovom radu je predložen novi bežični, downlink, pristup za multimedijalne aplikacije. Velika brzina prenosa podataka i izrazito malo kašnjenje su neki od ključnih zahtjeva za ove servise. Novi ...prostorni multipleks za povećanje ukupne spektralne efikasnosti se formira između bazne stanice i unaprijed definisanih relejnih uređaja koji djeluju kao releji prema drugim multimedijlanim uređajima u određenom klasteru. Na prvom hopu implementirano je novo, kvaziortogonalno prostorno-vremensko linijsko kodiranje, dok se na drugom hopu multicast kanali formiraju preko kvaziortogonalnog blok kodairanja. Na relejnim uređajima nema dekodiranja i ne treba im poznavanje koeficijenata mobilnog radio kanala. Pored postizanja ovih karakteristika, nova obrada na relejnim uređajima oponaša punu ortogonalnost.
In this doctorial dissertation, a new algorithm for directional relay based
on digital phase comparison is presented. The basic idea for realization of
digital phase comparator is as follows: instead ...of calculating phase shift
between the reference voltage and current, this algorithm calculates energy
i.e. integral of the instantaneous power over one half-period of the voltage
or current signal. The integration interval is the half-period because the
frequency of the instantaneous power is two times higher than the frequency
of the input signals. The algorithm for the directional element based on the
integral of instantaneous power possesses the features of the phase
comparator. The adjustment of relay sensitivity is performed directly from
voltage or current register. In comparison to existing solutions, this
approach eliminates the necessity for the line or network model impedance Zm.
The output signal, generated by the directional element is limited to
interval ±1, by division of the average signal power with the apparent power.
This way, the tripping or blocking threshold setting different than zero is
enabled. The described procedure uses only simple mathematical operations
(addition, multiplication and division) for calculations resulting in small
CPU time occupation. Due to existence of higher harmonics and/or direct
component in input signals, the algorithm is extended by Fourier filter. This
opened a possibility for rough regulation of the relay sensitivity by using
only sine or cosine component of the Fourier series. The relay tripping time
depends upon the regime before the fault occurrence and the adjusted tripping
threshold. It varies from the instantaneous tripping to 10 ms so the relay is
characterized by high speed of response. Instead of instantaneous values of
the input signals, the described algorithm can use their increments and
therefore further increase the speed of response. The tripping time of this
relay is less than 5 ms and operates without dead tripping zone. In the
following chapters of dissertation, several specific applications of digital
phase comparator on practical problems are investigated. Each algorithm is
tested in detail with the series of computer-generated signals. As the first
application, the algorithm for directional relay without dead tripping zone
is displayed. The basic limitation of classical directional element is the
existence of insensitivity zone for close faults. At nearby faults, the
voltage on the measuring site becomes so low and practically useless for
proper operation of the relay. The dead tripping zone is eliminated by
introducing voltage delay which is used for determination of direction.
Special attention is paid to the problem of synchronization which appears
when the signal frequency deviates from the assumed (rated) value. The
described problem is efficiently solved through application of the
zero-crossing method. In the following chapter, the three-phase directional
relay based on digital phase comparator is developed. The direction function
is combined with overcurrent and distant protection to develop unique
tripping conditions for all types of faults: phase-toground, two-phase,
two-phase-to-ground and three-phase faults. Finally, the algorithm for
directional element without voltage inputs is presented. This relay is
intended for use in isolated networks. For the reference quantity the
algorithm does not use zero sequence voltage, but phase currents since in an
isolated network they vary only slightly upon a phase-to-earth fault occurs.
The suggested algorithm can be used in the system where voltage signal is not
available, to increase the functionality of simple overcurrent relay.
Compared to classical directional earthfault protection, this technique
detects not only the line containing a phase-to-earth fault but also the
faulted phase. This algorithm is also verified by performing an experiment on
the physical model of the isolated network with two lines.
U ovoj doktorskoj disertaciji predstavljen je nov algoritam za usmereni relej
baziran na digitalnoj faznoj komparaciji. Za realizaciju digitalnog faznog
komparatora pošlo se od ideje da se ne računa fazni pomeraj između struje i
referentnog napona, već energija odnosno integral trenutne snage signala na
intervalu dužine polovine osnovne periode napona ili struje. Interval
integracije je polovina osnovne periode jer je frekvencija trenutne snage dva
puta veća u odnosu na frekvenciju ulaznih signala. Algoritam usmerenog releja
koji se bazira na integralu trenutne snage signala ima osobine faznog
komparatora. Podešavanje maksimalne osetljivosti releja vrši se direktno iz
naponskog ili strujnog registra. U odnosu na dosadašnja rešenja, ovakvim
pristupom eliminisana je potreba za impedansom modela voda Zm. Izlaz koji
generiše usmereni relej ograničen je na intervalu ±1, deljenjem srednje snage
signala prividnom snagom. Na taj način omogućeno je jednostavno zadavanje
praga reagovanja ili blokiranja releja, koji je različit od nule. Opisani
postupak u proračunima koristi samo jednostavne matematičke operacije
(sabiranje, množenje i deljenje) zbog čega u maloj meri koristi procesorsko
vreme. Zbog postojanja viših harmonika i jednosmerne komponente u ulaznim
signalima algoritam je u nastavku proširen digitalnim Fourierovim filtrom. To
je otvorilo mogućnost regulacije osetljivosti releja korišćenjem sinusne i
kosinusne komponente Fourierovog reda. Brzina reagovanja releja zavisi od
režima koji je prethodio kvaru i podešenog praga reagovanja. Kreće se od
trenutnog dejstva do 10 ms, što relej svrstava u one sa brzim odzivom.
Opisani algoritam može umesto trenutnih vrednosti signala da koristi njihove
priraštaje čime se dobija ultrabrzi usmereni relej. Vreme odziva ovog releja
je manje od 5 ms i nema zonu neosetljivosti. U nastavku disertacije izloženo
je nekoliko specifičnih primena digitalnog faznog komparatora na realnim
problemima. Svaki od algoritama detaljno je testiran serijom računarski
generisanih signala. Kao prva primena predstavljen je algoritam za usmereni
relej bez mrtve zone reagovanja. Osnovni nedostatak klasičnih usmerenih
zaštita predstavlja postojanje zone neosetljivosti pri bliskim kratkim
spojevima. Pri bliskim kvarovima napon na mestu ugradnje releja postaje
toliko mali da je praktično neupotrebljiv za ispravan rad releja. Ovaj
problem rešen je uvođenjem kašnjenja po naponu koji se koristi u proračunima.
Pri tome, posebna pažnja posvećena je problemu sinhronizacije kada stvarna
frekvencija sistema odstupi od naznačene. Za sinhronizaciju odbiraka koji
ulaze u proračun korišćena je metoda prolaska signala kroz nulu
(Zero-crossing). U nastavku je razvijena trofazna varijanta usmerenog releja
baziranog na digitalnom faznom komparatoru. Usmerena funkcija kombinovana je
sa prekostrujnom i distantnom zaštitom kako bi bili izvedeni konkretni uslovi
reagovanja za sve vrste kratkih spojeva u mreži: jednofazni kratak spoj,
dvofazni kratak spoj, dvofazni kratak spoj sa zemljom i trofazni kratak spoj.
Na kraju, predstavljen je i algoritam za usmereni relej bez naponskih ulaza
namenjen radu u izolovanim, radijalnim mrežama. Ovaj relej, umesto nultog
napona kao referentne veličine, koristi radne struje budući da se iste
praktično ne menjaju pri pojavi jednostrukog zemljospoja. Predložena tehnika
može se primeniti u sistemima gde naponski signali nisu dostupni i na taj
način poveća upotrebljivost klasičnih prekostrujnih releja. Korak dalje u
odnosu na klasičnu usmerenu zemljospojnu zaštitu predstavlja mogućnost
izolovanja ne samo voda u kvaru već i faze pogođene kvarom. Ovaj algoritam
verifikovan je i kroz eksperiment na fizičkom modelu izolovane mreže sa dva
izvoda.
PLINSKI (BUCHHOLZ) RELEJI Kolar, Luka; Meštrović, Krešimir
Politehnika i dizajn
11, Številka:
4
Paper
Odprti dostop
Transformator je ključna komponenta u elektroenergetskom sustavu. Njegova osnova značajka promjena je naponske razine s više na nižu i obratno kako bi se omogućili učinkovit prijenos i distribucija ...električne energije do korisnika. Upravo zbog toga vrlo je važno osigurati ispravnost njegovog rada od potencijalnih kvarova. Zaštita transformatora uključuje primjenu različitih mjera za otkrivanje i otklanjanje potencijalnih kvarova koji se mogu pojaviti unutar ili izvan transformatora. Kvarovi koji se mogu pojaviti kvarovi su u izolaciji, preopterećenje, kratki spojevi, vanjske smetnje i drugi. Ukoliko se na vrijeme ne otkriju, mogu dovesti do posljedica kao što je zastoj rada samog transformatora te u konačnici cjelokupnog elektroenergetskog sustava, što bi ujedno predstavljalo rizik za okoliš i ljude u neposrednoj blizini. Za zaštitu transformatora zaduženi su višebrojni releji, zaštitne sheme i brojni drugi uređaji. Kod uljnih transformatora vrlo važnu zaštitu komponentu čini plinski Buchholzov relej. Njegova glavna operativna funkcija otkrivanje je i pravovremeno isključivanje transformatora od ostatka elektroenergetskog sustava prilikom pojave kvara. Osim navedenih funkcija, tijekom godina tehnološkog razvitka omogućen je određeni tehnički napredak samog releja kao što je nadziranje temperature i nastanka vlage unutar transformatora.
