1、第二章 数字滤波器 张沛超pczhang 2011 1 复习 数据采集模块 DataAcquisitionBlock 输入传感器将来自CT PT的电流 额定1A 5A 电压 额定100V 信号转换为符合微机保护电路要求的电压信号 通常根据A D对输入范围的要求 一般为 5V或 10V 俗称为小CT 小PT 信号调理对上述信息进行标度变换 以满足后续处理需要 抗混叠模拟滤波器一般为低通滤波器 使得后续采样系统能够满足Nequist定律 起到抗混叠作用 采样保持和A D转换最终将连续的模拟量信号转换为离散的数字信号 2 采样 ALP S H MUX A D 复习 微机保护软件结构 数字滤波器是不以
2、计算电气量特征参数为目的 而是通过对采样序列的数字运算得到一个新的序列 通常仍称为采样序列 在这个新的采样序列中已滤除了不需要的频率成分 只保留了需要的频率成分 数字式保护算法的目的是从数字滤波器的输出采样序列或直接从输入采样序列中求取电气信号的特征参数 从而为进一步实现保护动作判据或动作方程创造条件 数字式保护的算法可分为两大类 一类是特征量算法 用来计算保护所需的各种电气量的特征参数 如电气量的幅值 相位 功率 阻抗 序分量等 另一类是保护动作判据 OperationCriterion 或动作方程 OperationEquation 的算法 与具体的保护功能密切相关 并需要利用特征量算法的
3、结果 最后还需要完成各种逻辑处理及时序配合的计算和处理 才能最终实现动作判定 3 数字滤波 DigitalFilter 保护特征量提取算法 保护动作判据算法 保护跳闸逻辑算法 i n ia t i n I z 0 1 0 1 采样 S H MUX A D 模拟滤波器vs数字滤波器 4 数字滤波 DigitalFilter 保护特征量提取算法 保护动作判据算法 保护跳闸逻辑算法 5 数字滤波器的优点 特性一致性好 一旦程序设计完成 每台装置的特性就可以做到完全一致 不存在由于温度变化 元件老化等因素对滤波器特性影响的问题 不存在阻抗匹配的问题 灵活性好 改变算法或某些系数就可以改变滤波器的性能
4、滤波精度高 加长字长可以很容易提高精度 数字滤波器的定义 滤波器就广义来说是一个装置或系统 用于对输入信号进行某种加工和处理 以达到取得信号中的有用信息而去掉无用成分的目的 定义 是一个计算程序或算法 将代表输入信号的数字时间序列转换为代表输出信号的数字时间序列 并在转换过程中 使信号按照预定的形式变化 6 7 简单示例 例 设一个模拟信号既包含了工频基波信号 也包含了三次谐波成分 表达式为x t sin w1t 0 6sin 3w1t 试分析经过采样计算 如何滤去三次谐波 解 应用采样间隔Ts 5 3ms对该信号采样 MATLAB仿真 思考 1 设计一个数字滤波器 滤除信号中的直流分量 2 设计一个数字滤波器 提取信号中的直流分量 差分滤波器结构 差分滤波器滤波原理说明 提示 差分 积分滤波器 积分滤波器结构
