Выдержки времени также являются одними из основных элементов при моделировании релейной защиты. Они позволяют не только создать задержку на срабатывание защиты, но и, наоборот, продлить действие релейной защиты.
Пройдите наш онлайн-курс по MATLAB/SIMULINK. Там вы научитесь пользоваться MATLAB как мощным калькулятором, создавать свои модели в SIMULINK, моделировать электрические цепи, а также сложные электроэнергетические системы с устройствами релейной защиты.
Можно выделить следующие основные виды выдержек времени:
- выдержка времени на срабатывание, которая пропускает на выход сработанное состояние через заданное время T (параметр срабатывания выдержки времени или уставка) только в том случае, если входной сигнал сохраняет сработавшее состояние в течение времени, превышающее уставку;
- выдержка времени на возврат, которая сохраняет на выходе сработанное состояние в течение времени T, заданного уставкой, после возврата входного сигнала в несработанное состояние;
- импульсная выдержка времени, которая формирует на выходе сработанное состояние в течение времени T, заданного уставкой, после перехода входного сигнала в сработанное состояние.
Также существуют различные инверсные выдержки времени, аккумулирующие выдержки времени и др.
Наглядно действие выдержек времени будет показано при дальнейших испытаниях модели в Simulink. Для тестирования выдержек времени создана модельная схема delays.mdl (рис. 1).
При создании моделей использовались стандартные модели выдержек времени из библиотеки Simulink Simscape \ SimPowerSystems \ Specialized Technology \ Control & Measurements \ Logic, где расположены следующие элементы:
- On Delay – выдержка времени на срабатывание;
- Off Delay – выдержка времени на возврат;
- Monostable – импульсная выдержка времени.
У всех выдержек времени выставлена уставка T = 300 мс.
Рис. 1. Модель для тестирования выдержек времени
На рис. 2 представлены результаты моделирования выдержки времени на срабатывание. Подаётся входной скачкообразный сигнал. Длительность импульсов 1 и 3 не превышает заданную уставку, поэтому на выходе выдержки времени (сигнал снизу) не формируется сигнал сработанного состояния. Длительность импульса 2 превышает заданную уставку, поэтому на выходе выдержки времени сигнал сработанного состояния формируется, причём длительность выходного сигнала в сработанном состоянии определяется разницей во времени между длительностью импульса 2 и уставки выдержки времени на срабатывание.
Рис. 2. Результаты моделирования выдержки времени на срабатывание
На рис. 3 представлены результаты моделирования выдержки времени на возврат. Так же подаётся входной скачкообразный сигнал. После каждого изменения входного импульса с 1 на 0 (т.е. при появлении «заднего фронта» сигнала) выдержка времени на возврат формирует импульс длительностью T (уставка выдержки времени на возврат), причём выдержка времени на возврат так же пропускает на выход входной сигнал. Таким образом, из-за того, что разница по времени между пропаданием импульса 1 и появлением импульса 2 не превышает заданной уставки, на выходе выдержки времени на срабатывание наблюдается сплошной сигнал до тех пор, пока пауза не превысит уставку.
Рис. 3. Результаты моделирования выдержки времени на возврат
На рис. 4 представлены результаты моделирования импульсной выдержки времени. Импульсная выдержка времени по факту появления входного сигнала в сработанном состоянии формирует импульс на выходе длиной T, определяемой уставкой. При этом, если во время того, как формируется выходной импульс от выдержки времени, на вход приходит новый импульс, то он игнорируется (например, импульс 2 на рис. 4). Если длительность входного сигнала превышает заданную уставку, то на выходе импульсной выдержки времени всё равно будет наблюдаться импульсный сигнал длительностью T (см. результат воздействия импульса 3 на рис. 4).
Рис. 4. Результаты моделирования импульсной выдержки времени
Итак, Simulink с помощью стандартной библиотеки позволяет смоделировать выдержки времени. Результаты тестирования показали особенности, присущие каждому типу выдержек времени.