1

Тема: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Здравствуйте, уважаемые форумчане. Недавно произошло излишнее отключение ВЛ 110 кВ после ликвидации внешнего ДВУХфазного КЗ. Сработавших блинкеров нет (по крайней мере на момент моего осмотра их не было). Пытаюсь найти причину излишней работы защиты. По осциллограммам, полученным из "Чёрного ящика" видно как кратковременно срабатывает выходное реле дистанционной защиты. Ниже приведу подробное описание ситуации.

Итак, в качестве панели защит - панель ЭПЗ 1636 модернизированная, да и ещё переходного образца (90-го года выпуска). Эта панель слегка отличается от выпускаемых ранее (вместо выходного электромагнитного реле нуль-индикаторов (НИ), расположенного в фазе "ВС" стоит герконовое реле, отличаются блоки питания и т.д.).
Сначала выполнили послеаварийную проверку - уставки, времена, поведение защит, баланс тормозных и рабочих контуров - всё в норме. Далее решили подать аварийную осциллограмму с помощью РЕТОМа -51, после сохранения её в формате COMTRADE. И при подаче этой аварийной осциллограммы наблюдалось кратковременное срабатывание выходного реле ДЗ-2 4РП. Однако, срабатывание происходило не каждый раз. Сначала я подумал, что возможно дело в помехах от работы реле КРБ-126 или 3-ей ступени ДЗ (из-за возврата 1РП). Затем я изменил схему проверки: вывел из работы КРБ-126, и начал работать только с ДЗ-2. Я обнаружил, что если подавать и быстро снимать с панели симметричную трёхфазную систему напряжений с помощью РЕТОМа-51, то почти всегда происходит срабатывание выходного реле 4РП. Да ещё какое! Бывает даже многократное срабатывание. Пробовал выводить реле сопротивления, оставляя в работе только одно. Эффектнее всего срабатывание происходит когда в работе реле сопротивления фазы ВС. Далее попробовал заменить все три НИ на другие, в которых из противоаварийного циркуляра и ИП от 92г не было только ёмкостей между 5-2ОУ и -15. И ложные срабатывания прекратились! В том числе и при многократной подаче аварийной осциллограммы. Вследствие этого я обратил всё своё внимание на "больные" НИ. Оказалось, что на НИ ёмкости установлены не между "+15" - "0" и "-15" - "0"  по 0.1 мкФ каждая(согласно циркуляру и письму), а ОДНА ёмкость на 0.1 мкФ и включена она между "-15" - "+15"! Перепаяв ёмкости согласно циркуляру и, продолжив подавать и снимать цепи напряжения от РЕТОМа-51, обнаружил, что количество ложных срабатываний резко снизилось. Ради интереса решил посмотреть осциллограмму блока питания ДЗ-2. Оказалось, что выходное напряжение БП имеет довольно сильные пульсации, относительно того же БП КРС-1. 

После проведенных испытаний появилось много вопросов:
1. Если дело в блоке питания, то почему другие НИ, установленные на место "больного" (НИ брались с самых разных панелей) ведут себя адекватно при подаче и снятии напряжения 3-х фазной системы и подаче аварийной осциллограммы? В том числе был такой НИ на котором циркуляр вообще был не выполнен. И ложно он не срабатывал.
2. Что может быть причиной ложного действия НИ? Как влияют на его работу ёмкости С1 и С3 (см. стр. 23 А.П. Удрис "Релейная защита ВЛ 110-220кВ типа ЭПЗ-1636)? Может какие-нибудь другие элементы ушли? Где-то дорожка окислилась?

P.S. Операционные усилители на плате "больного" НИ полностью менялись, но результата это не дало - по прежнему были ложные срабатывания при снятии цепей напряжения 3-х фазной системы.
Во вложениях: фото 5 и 6 напряжения +15 и -15 относительно 0 на БП КРС-1;  фото 7 и 8 напряжения +15 и -15 относительно 0 на БП ДЗ-2.

Post's attachments

Осциллограмма отключения ВЛ от ДЗ с временной шкалой.jpg 286.44 Кб, 2 скачиваний с 2016-12-06 

Фото 5.JPG 1.7 Мб, 1 скачиваний с 2016-12-06 

Фото 6.JPG 1.78 Мб, 1 скачиваний с 2016-12-06 

Фото 7.JPG 1.43 Мб, 1 скачиваний с 2016-12-06 

Фото 8.JPG 1.8 Мб, 1 скачиваний с 2016-12-06 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

2

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Интересные наблюдения, вполне на магистерскую диссертацию тянет. Жил бы поближе, с интересом проскочил бы для личного участии в расследовании. Но самолетов терпеть не могу. Теперь - к существу вопроса.
1. Несрабатывание указательного реле в подобных событиях отмечено неоднократно. Причины могут быть две: или очень кратковременный импульс под влиянием помехи (блинкер более тормознутый, чем выходное реле), или при неиспользовани выносного выходного реле забыли снять соответствующую шунтирующую перемычку).
2. Замена НИ на альтернативный с изменением результата опытов выводит на мысль: а правильно ли были выполнены требования соответствующего циркуляра?
3. Замена реле РП-13 на магнитоуправляемое (то бишь, геркон) некоторое влияние на процесс имеет, но при выполнении упомянутого циркуляра некритично.
4. То, что дорожки окислились, вряд ли может привести к упомянутым проблемам. А вот качество пропайки элементов вполне может быть.
Две просьбы: все осциллограммы приводить в "живом" виде (не имея в виду скринов типа фото 5 и далее) и при количестве приложений более одного паковать в архив.

3

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Alex_Skyline пишет:

Я обнаружил, что если подавать и быстро снимать с панели симметричную трёхфазную систему напряжений с помощью РЕТОМа-51, то почти всегда происходит срабатывание выходного реле 4РП.  Бывает даже многократное срабатывание.

     Вы наблюдаете эффект вибрации выходного органа нуль-индикатора. Причиной такого явления обычно бывает неисправность времязадающей цепочки: R2, C2, VD1/VD2 на плате. Параметры элементов выбраны таким образом, чтобы время срабатывания НИ составляло порядка 15мсек, что надежно отстраивает схему от помехи.
     Нужно сделать следующее:
      - проверить номинал резистора R2, исправность диодов VD1/VD2 заменой, можно замерить падение напряжения на них (должно составлять 0,3-0,7В в режиме молчания).
      - при отсутствии результата, т.к. С2 выносной - запаять параллельно VD1/VD2(прямо на плате) кондёр емкостью 0,15-0,22мкФ. При положительном результате, проверить сам С2 и его цепи на плате и разъеме, можно оставить добавочный "С2" в схеме.

Alex_Skyline пишет:

Как влияют на работу НИ ёмкости С1 и С3

      С1 и С3 используют в схеме для коррекции характеристики ОУ на верхних частотах. Значение Скор выбирают в пределах ед-десятки пикофарад, что исключает самовозбуждение ОУ по ВЧ и как следствие перегрев кристалла. При изъятии их из схемы НИ сохранит работоспособность, но может работать нестабильно.
       После устранения дефектов на плате, емкости фильтров в блоке питания - С7, С8  все равно нужно поменять.

4

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Сегодня обнаружил, что из-за этих пульсаций напряжения БП на выходе триггера Шмитта (по сути выход НИ) также есть пульсирующее напряжение! А ведь должно быть строго "-15 В". Причём пульсации достигают аж "+11 В"! Пробовал разные платы НИ. На многих пульсации напряжения на выходе триггера Шмитта также были довольно сильными, но максимально достигали "-1В". И эти НИ, как я и писал ранее, не срабатывали при подаче аварийной осциллограммы! Но нашёл ещё один НИ, где пульсации напряжения также доходили до плюсовых значений и он также ложно срабатывал при подаче и снятии трёхфазной системы переменного напряжения. Таким образом, можно с большой долей вероятности предполагать, что дело в БП. Предварительно в БП припаял конденсаторы 25 В 22 мкФ параллельно имеющимся (С7, С8) для проверки моих предположений. После добавления ёмкости кривые напряжения получились существенно сглаженными и на выходе триггера Шмитта установилось практический чёткое значение напряжения величиной "-15 В".

Ниже в архиве приведены фотографии сигналов и блока питания:
Фото 1 - Кривые сигналов напряжений БП ДЗ-2 "+15" и "-15" относительно "0". Видны сильные пульсации напряжения.
Фото 2 - Кривая напряжения на выходе триггера Шмитта (по сути выход НИ). На перовой части осциллограммы (до срабатывания) видно, что напряжение не строго "-15", а в какие-то моменты достигает "+". На второй части осциллограммы показана кривая напряжения при срабатывании триггера Шмитта.
Фото 3, фото 4 - Кривые напряжения БП ДЗ-2 "+15" и "-15" относительно "0" ПОСЛЕ  напайки дополнительных конденсаторов на БП. Сильные пульсации напряжения отсутствуют.
Фото 5 - БП ДЗ-2 до переделки.
Фото 6 - БП ДЗ-2 с дополнительными конденсаторами.

Добавлено: 2016-12-08 00:19:02

doro пишет:

Две просьбы: все осциллограммы приводить в "живом" виде (не имея в виду скринов типа фото 5 и далее) и при количестве приложений более одного паковать в архив.


Хорошо, обязательно учту.

RemezV пишет:

Причиной такого явления обычно бывает неисправность времязадающей цепочки: R2, C2, VD1/VD2 на плате. Параметры элементов выбраны таким образом, чтобы время срабатывания НИ составляло порядка 15мсек, что надежно отстраивает схему от помехи.

Влияет ли эта времязадающая цепочка на то, что в нормальном режиме, без подачи каких-либо величин у меня на выходе триггера Шмитта (по сути выход НИ) уже проскакивает сигнал положительной полярности (из за пульсаций напряжения БП)? И такое явление далеко не на всех НИ. На других он достигает значения порядка "-1 В". Может ли в этом случае время задающая цепочка играть какую-нибудь роль? Или различие между этими НИ обусловлено небольшим различием (в пределах погрешности) элементов на плате?

RemezV пишет:

Нужно сделать следующее:
      - проверить номинал резистора R2, исправность диодов VD1/VD2 заменой, можно замерить падение напряжения на них (должно составлять 0,3-0,7В в режиме молчания).

Пробовал. Номинал резистора R2 = 300 кОм (согласно ИП №75 от 92г); диоды исправны (падение напряжения около 0,4 В, проверял мультиметром)

Post's attachments

Фото БП и сигналов нарпяжений.rar 9.87 Мб, 21 скачиваний с 2016-12-07 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

5

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Alex_Skyline пишет:

Может ли в этом случае время задающая цепочка играть какую-нибудь роль? Или различие между этими НИ обусловлено небольшим различием (в пределах погрешности) элементов на плате?

      Различие между НИ обусловлено разным падением на диодах VD1/VD2, это и есть элементы времязадающей цепочки. Поэтому и рекомендовано проверять их заменой. Если выберите диоды (например другого типа) с падением напряжения на прямом переходе 0,65-0,7В, помехозащищенность НИ будет лучше, скорее всего это и наблюдается у других, заведомо исправных плат. Чем выше порог опорного напряжения, тем лучше запирание 20ОУ.
      Фактически можно уйти от дефекта просто восстановив БП, причем не установкой отечественных К50-35 22мк х 25В (которые плохо фильтруют на 20-50кГц и сохнут), а импортных емкостей и не менее 100мк х 50В (я меньше 220мк х 50В не ставлю) и 0,1-0,22мк параллельно +15 - ноль, -15 - ноль.
      Но если Вы оставляете эти платы в работе, лучше добиться в них того же уровня надежности, что и в остальных.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

RemezV пишет:

Фактически можно уйти от дефекта просто восстановив БП, причем не установкой отечественных К50-35 22мк х 25В (которые плохо фильтруют на 20-50кГц и сохнут), а импортных емкостей и не менее 100мк х 50В (я меньше 220мк х 50В не ставлю) и 0,1-0,22мк параллельно +15 - ноль, -15 - ноль.

А почему емкостей именно на 50 В ? Из-за высокой амплитуды пульсаций? Или на 25 В нет емкостей на 100 мкФ?

7

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

doro пишет:

Интересные наблюдения,

По-моему, всё это уже обсуждалось здесь. Излишнее быстродействие выходного герконового реле - факт известный и на эту тему был вроде циркуляр о замедлении его. Конденсатор дополнительно монтируется. По изменениям в НИ тоже было два циркуляра. Если выполнено по первому циркуляру, то срабатывание НИ при снятии напряжения практически гарантировано. Резистор надо не 620кОм, а что-то около 200кОм. Точно не вспомню

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

8

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Да еще на первой площадке Форума сходные проблемы обсуждались (один из примеров на страницах http://dororz.ru/cons_4_5.htm сохранен). Тому уж лет 10. Но здесь подняты новые проблемы.

9

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

doro пишет:

Но здесь подняты новые проблемы.

Не вижу ничего нового.

Alex_Skyline пишет:

Я обнаружил, что если подавать и быстро снимать с панели симметричную трёхфазную систему напряжений с помощью РЕТОМа-51, то почти всегда происходит срабатывание выходного реле 4РП

  На эту особенность ДЗ-2  я впервые в 1992 году наткнулся. Тут дело ещё в том, что напряженческие цепи ДЗ при таком снятии напряжения повисают в воздухе. А в прошлом году словил аналогичную излишнюю работу. Надо поискать, что я там год назад нарыл. Неделю копал...

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

10

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

SVG пишет:

По-моему, всё это уже обсуждалось здесь. Излишнее быстродействие выходного герконового реле - факт известный и на эту тему был вроде циркуляр о замедлении его. Конденсатор дополнительно монтируется. По изменениям в НИ тоже было два циркуляра. Если выполнено по первому циркуляру, то срабатывание НИ при снятии напряжения практически гарантировано. Резистор надо не 620кОм, а что-то около 200кОм. Точно не вспомню

Циркуляр и информационное письмо №75 были выполнены полностью.

SVG пишет:

Не вижу ничего нового.

SVG пишет:

На эту особенность ДЗ-2  я впервые в 1992 году наткнулся. Тут дело ещё в том, что напряженческие цепи ДЗ при таком снятии напряжения повисают в воздухе. А в прошлом году словил аналогичную излишнюю работу. Надо поискать, что я там год назад нарыл. Неделю копал...

Как цепи напряжения могли повиснуть в воздухе, если РЕТОМ-51 не делает физического разрыва цепи?
Особенность излишней работы в моём случае связанна именно с неисправностью блока питания! А это неисправность в свою очередь обусловлена тем, что в моей "переходной" панели в блоке питания установлены ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ конденсаторы (С7, С8).  Так что дело не в помехе....

11

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Alex_Skyline пишет:

Как цепи напряжения могли повиснуть в воздухе, если РЕТОМ-51 не делает физического разрыва цепи?

но и не закорачивает их. В какой-то момент они остаются в высокооимпедансном состоянии. А не пробовали исключить контур подпитки?

Alex_Skyline пишет:

в моей "переходной" панели в блоке питания установлены ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ конденсаторы

А вконтуре подпитки не К73-17 вместо МБГЧ?

За С7и С8 в блоке питания спасибо, надо будет обратить внимание на это место панелей родом  из лихих девяностых..

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

12

Re: Ложная работа ДЗ-2 на полупроводниковых нуль-индикаторах

Alex_Skyline пишет:

Особенность излишней работы в моём случае связанна именно с неисправностью блока питания! А это неисправность в свою очередь обусловлена тем, что в моей "переходной" панели в блоке питания установлены ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ конденсаторы (С7, С8). Так что дело не в помехе.

Alex_Skyline пишет:

Если дело в блоке питания, то почему другие НИ, установленные на место "больного" (НИ брались с самых разных панелей) ведут себя адекватно при подаче и снятии напряжения 3-х фазной системы и подаче аварийной осциллограммы? В том числе был такой НИ на котором циркуляр вообще был не выполнен. И ложно он не срабатывал.