МЕТОД РОЗПІЗНАВАННЯ ТА ІДЕНТИФІКАЦІЇ НАКИДІВ І ЗАМИКАНЬ НА ЗЕМЛЮ У ВИСОКОВОЛЬТНИХ ЛІНІЯХ ЕЛЕКТРОПЕРЕСИЛАНЬ

Theoretical principles of image recognition methods based on algebraic, structural, geometric, statistical, correlation and spectral analyses are highlighted; their systemic characteristics are substantiated. It is shown that the most effective of these methods are the methods of estimation of the Euclidean and Hamming distances, which are simpler while implementing compared with the metrics of Minkowski, Mahalanobis, Rogers-Tanimoto, Jaccard, Gower, Zhuravliov, Voronin, Mirkin, Bray-Curtis and others. The differential-difference method for recognition of load surges and ground faults is proposed. It is implemented according to the algorithm for digital harmonic signal processing, which includes building digitograms of phase currents with a constant sampling and quantization step, which are analysed in quadratic space with half-period interval of harmonic frequency. In addition, the quality of the harmonic signal remains unchanged both before and after short circuit, as after the load surge the amplitudes of the phase currents are increased without distorting their harmonic signals. In case of ground fault, there is the amplitude jump in the phase current and a significant distortion of the harmonic signal with the interval of several periods and with an exponential component of power damping. Structural and system characteristics of the following components (analog-to-digital converter, the multi-bit shift register, the structure of the logical elements "Exclusive OR", digital multiplier and special processor for calculating the threshold value of the pulse-quadratic function, which identifies load surges and ground fault) of the device for load surges and ground fault recognition are explored. The information technology for designing structural solutions of special processor of relay protection of high-voltage power transmission lines is described. The existing relay protection means based on hardware and software-hardware microprocessor controllers of digital security are systemized. The components of the special processor are classified and their characteristics related to 6 kV power transmission lines are substantiated. The time diagrams of the rectified values of voltage phase, current and load surges phase difference Δφ, short circuits and powerful electric motors launching in high voltage power transmission lines are shown.Изложены теоретические основы методов распознавания образов на основе алгебраического, структурного, геометрического, статистического, корреляционного, спектрального анализов и обоснованы их системные характеристики. Предложен дифференциально-разностный метод распознавания накидов и замыканий на землю, который выполняется согласно алгоритму обработки цифровых гармонических сигналов, включая: формирование цифрограмм фазных токов с постоянным шагом дискретизации и квантирования, которые анализируются в квадратичном пространстве на интервале одного полупериода гармоничной частоты. Исследованы структуры и системные характеристики следующих компонентов устройства распознавания накидов и замыканий на землю: АЦП развернутого типа, многоразрядного регистра сдвига, структуры логических элементов "Исключительное ИЛИ", цифрового умножителя и спецпроцессора вычисления порогового значения импульсно-квадратичной функции, который идентифицирует накид или замыкание на землю. Изложена информационная технология проектирования структурных решений спецпроцессора релейной защиты высоковольтных линий электропередач. Систематизированы существующие средства релейной защиты на основе аппаратных и программно-аппаратных микропроцессорных контроллеров цифровой защиты. Классифицированы компоненты спецпроцессора и обоснованы их характеристики, ориентированные на линии электропередач 6 кВ. Продемонстрированы временные диаграммы выпрямленных значений фазных напряжений, тока и разности фаз Δφ при накиде, коротком замыкании и запуске мощных электродвигателей в высоковольтных ЛЭП.Викладено теоретичні засади методів розпізнавання образів на основі алгебраїчного, структурного, геометричного, статистичного, кореляційного, спектрального аналізів та обґрунтовано їх системні характеристики. Запропоновано диференціально-різницевий метод розпізнавання накидів і замикань на землю, який виконується згідно з алгоритмом опрацювання цифрових гармонічних сигналів, що включає: формування цифрограм фазних струмів з постійним кроком дискретизації та квантування, які проаналізовано у квадратичному просторі на інтервалі одного півперіоду гармонічної частоти. Досліджено структури та системні характеристики таких компонентів пристрою розпізнавання накидів та замикань на землю: АЦП розгорнутого типу, багаторозрядного регістра зсуву, структури логічних елементів "Виключне АБО", цифрового перемножувача та спецпроцесора обчислення порогового значення імпульсно-квадратичної функції, яка ідентифікує накид або замикання на землю. Викладено інформаційну технологію проектування структурних рішень спецпроцесора релейного захисту високовольтних ліній електропересилань. Систематизовано наявні засоби релейного захисту на основі апаратних та програмно-апаратних мікропроцесорних контролерів цифрового захисту. Класифіковано компоненти спецпроцесора та обґрунтовано їх характеристики, орієнтовані на лінії електропересилань 6 кВ. Продемонстровано часові діаграми випрямлених значень фазної напруги, струму та різниці фаз Δφ під час накидів, коротких замикань та запуску потужних електродвигунів у високовольтних ЛЕП