1 (2022-07-29 13:23:53 отредактировано retriever)

Тема: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Здравствуйте!

Хотелось бы уточнить ряд вопросов, касающихся алгоритмов работы дифзащит МП терминалов.
Раньше я грубо считал, что они все работают по Фурье с окном 20 мс, и вопросов собственно не было.

Потом пошли письма от производителей, где они начинают указывать (без какой-либо конкретики) что-то вроде
"минимальное время до насыщения, при котором обеспечивается правильная работа.... 5 мс".
Конкретно по производителям
ЭКРА ДЗШ, ДЗО  >=5 мс
ЭКРА ДЗТ - 25 мс
ЭКРА КСЗ, ДФЗ, ДЗЛ - 5 мс
ЭКРА МТЗ, ДЗТ, ДЗ - 15 мс (ДЗ это не КСЗ?)
ДЗГ, ДЗТ (ШЭ111х, ЭКРА 200) - 10 мс

Релематика
ТОР 300 ДЗО, ДЗШ >=5мс для старой версии и 2.5 мс для новой (при внешних и внутренних КЗ)
ТОР 300 КСЗ  10мс при внутренних КЗ и 25 мс при внешних.

...

У меня касательно этих мизерных времен местами идет впечатление какой-то недомолвки, что-то типа
"если КЗ будет в зоне, то мы делаем Фурье 20 мс, но т.к. это КЗ, то мы приезжаем в зону за 5мс, идет переходный процесс в фильтре, но защита сработала! Все ОК!"

В таком случае вообще не нужно считать время до насыщения ТТ при внутренних КЗ, оно с каждым периодом все больше и больше, и защита рано или поздно сработает, не в первом периоде так во втором, не во втором так в третьем (там время до насыщения растет) и т.п...
По крайней мере, пока там не удумал кто-то сделать доп. блокировки типа по 2й гармонике и т.п., которые заблочат защиту на длительный (сколько?) срок.

Но допустим они все-таки делают не Фурье (есть непроверенная информация), тогда что они делают? Алгоритм "короткого окна"? Или просто по мгновенным значениям?
Допустим, дифзащита работает по мгновенным значениям. Допустим, дифток мы считаем суммой мгновенных значений, тормозной ток суммой модулей.

При внутреннем КЗ и одностороннем питании дифток и тормозной ток это одно и то же. Тогда работу защиты можно проиллюстрировать примерно так
http://rzia.ru/uploads/images/4731/4b957bca339d05c4528df03497fffb31.png http://rzia.ru/uploads/images/4731/4b957bca339d05c4528df03497fffb31.png
Т.е. получается, что даже в обычном синусоидальном режиме будут зоны "возврата", в которых защита не будет работать.
Соответственно, если не предусмотреть какой-то таймер на возврат, то у такой защиты нельзя ставить выдержку времени больше чем примерно четверть периода.

... И в связи с этим вопрос. Я понимаю, что производители все секретят, но эксперимент очень простой.

Будет ли срабатывать МП дифзащита шин/линии при обычном синусоидальном токе (поданным в одной плечо) с выдержкой времени, скажем, 0.05 с или 0.1 с?
Есть возможность у кого-то поставить эксперимент?
Интересуют
Siemens 7SD522
Micom P746
Терминалы ABB (REL 551 и более новые).
Терминалы ЭКРЫ, Релематики и др. отечественных производителей.

2

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

По мгновенным значениям можно за эти малые времена понять где КЗ. И заблокировать если надо дифзащиту. Оставить при этом параллельно работающий алгоритм полного окна так же можно. Быстрее блокировки он все равно не сработает.

По 2-ой гармонике при внутреннем КЗ: понятно замедление на 20 мс в начале процесса, но длительно даже при насыщении? Ведь при внешнем кз и насыщении 1-ая гармоника компенсируется и отсюда лезет большая доля второй. А при внутреннем первая большая.

3

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Нет никаких отраслевых требований на счет фильтров, поэтому не стоит думать, что у всех Фурье с окном 20 мс используется.
Есть несколько способов реализовать алгоритмы диф защиты в МП терминалах, например:
1) оценить вектор в каждом плече, а затем уже из данных векторов рассчитать диф ток. В данном случае, как я думаю, правильнее как раз таки использовать Фурье с окном 20 мс;
2) посчитать по мгновенным значениям токов плеч суммарный диф ток зоны, а затем уже оценить вектор данного диф тока. Вот в этом случае уже можно применить как Фурье с окном 20 мс, так и другие модификации фильтров: с разными окнами  (5 мс, 10 мс, и т.п.), а можно вообще на двух точках все считать.
Естественно применение фильтров с меньшими окнами (5-10 мс и т.п.) ведет к увеличению погрешности оценки вектора диф тока, НО если ваш МП терминал диф защиты с таким фильтром всё равно будет соответствовать всем требованиям заказчика и будет во всех режимах корректно работать, то почему бы и не применять такие варианты ?! Все таки время срабатывания диф защит с такими фильтрами (с окнами < 20 мс) меньше, чем при использовании классического Фурье с окном 20 мс.

4 (2022-07-29 13:51:04 отредактировано retriever)

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

zigzag писал(а):
2022-07-29 13:35:15

По мгновенным значениям можно за эти малые времена понять где КЗ. И заблокировать если надо дифзащиту. Оставить при этом параллельно работающий алгоритм полного окна так же можно. Быстрее блокировки он все равно не сработает.

Ну это понятно, что можно накрутить, вопрос в том, кто что накрутил реально...

zigzag писал(а):
2022-07-29 13:35:15

По 2-ой гармонике при внутреннем КЗ: понятно замедление на 20 мс в начале процесса, но длительно даже при насыщении? Ведь при внешнем кз и насыщении 1-ая гармоника компенсируется и отсюда лезет большая доля второй. А при внутреннем первая большая.

В соседней теме приводил осциллограмму. Блокировка по 2й гармонике при внешнем КЗ и насыщении в установившемся режиме держится очень долго.
резервная продольная дифференциальная защита блока

TBD писал(а):
2022-07-29 13:44:22

1) оценить вектор в каждом плече, а затем уже из данных векторов рассчитать диф ток. В данном случае, как я думаю, правильнее как раз таки использовать Фурье с окном 20 мс;

Тут фокус в том, что Фурье- преобразование линейное, т.е. это вектора токов это сумма мгновенных отсчетов, помноженных на коэффициенты. Поэтому чисто сам дифток можно как угодно считать, коротким окном, длинным... в смысле что методически так и так правильно.
Т.к. коэффициенты одинаковые, они выносятся за скобку, и получится, что Фурье(i1)+Фурье(i2)=Фурье(i1+i2). В тормозном токе будет отличие....

5 (2022-07-29 14:27:14 отредактировано ПАУтина)

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 13:11:32

Будет ли срабатывать МП дифзащита шин/линии при обычном синусоидальном токе (поданным в одной плечо) с выдержкой времени, скажем, 0.05 с или 0.1 с?

будет, если насчитает и будут условия срабатывания
окно же плавающее - это время пересчёта -цикл- один тик - 20 мс, начало окна было до аварии, а не с мгновения аварии.

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

6

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

TBD писал(а):
2022-07-29 13:44:22

Нет никаких отраслевых требований на счет фильтров, поэтому не стоит думать, что у всех Фурье с окном 20 мс используется.
Есть несколько способов реализовать алгоритмы диф защиты в МП терминалах, например:
1) оценить вектор в каждом плече, а затем уже из данных векторов рассчитать диф ток. В данном случае, как я думаю, правильнее как раз таки использовать Фурье с окном 20 мс;
2) посчитать по мгновенным значениям токов плеч суммарный диф ток зоны, а затем уже оценить вектор данного диф тока. Вот в этом случае уже можно применить как Фурье с окном 20 мс, так и другие модификации фильтров: с разными окнами  (5 мс, 10 мс, и т.п.), а можно вообще на двух точках все считать.
Естественно применение фильтров с меньшими окнами (5-10 мс и т.п.) ведет к увеличению погрешности оценки вектора диф тока, НО если ваш МП терминал диф защиты с таким фильтром всё равно будет соответствовать всем требованиям заказчика и будет во всех режимах корректно работать, то почему бы и не применять такие варианты ?! Все таки время срабатывания диф защит с такими фильтрами (с окнами < 20 мс) меньше, чем при использовании классического Фурье с окном 20 мс.

У фильтров с меньшими окнами и АЧХ другое...

7

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 13:49:45

Блокировка по 2й гармонике при внешнем КЗ и насыщении в установившемся режиме держится очень долго.

Так при внешнем или внутреннем? При внешнем пусть висит.
Отвечая на вопрос я уверен что срабатывать защита будет. Правда непонятно зачем с накрутками по определению места кз ещё и выдержку времени использовать.

8

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

zigzag писал(а):
2022-07-29 15:33:06

Так при внешнем или внутреннем? При внешнем пусть висит.

При любом, я так понимаю. Т.е. при внутреннем, когда наступит установившийся режим, скорее всего блокировка отвалится, но в начальный момент может и сработать (даже без насыщения ТТ, просто от апериодики, там будет Ш2), т.е. ДЗТ вполне может сработать с замедлением.

9

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 15:46:52

ДЗТ вполне может сработать с замедлением.

В большинстве случаев так и происходит. Если есть блокировка по I2, то при внутреннем КЗ, в среднем, наблюдается замедление ДЗТ на 10-15 мс .

10

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Немного не так про время.
Есть собственное время срабатывания алгоритма ДЗЛ, определяемое как раз алгоритмом фильтрации, которое нормируется при определенной кратности (обычно 2). Например, у ЭКРА в РЭ ДЗЛ записана цифра 30 мс, без учета времени работы выходного реле и задержек в канале связи. У большинства производителей обмен между полукомплектами осуществляется векторами каждые 2,5 или 5 мс. Отсюда и вылезают цифры относительно времени правильной трансформации, хотя для ДЗЛ они мало связаны с насыщением. Вспомним, что отстройка ДЗЛ от насыщения производится торможением, а не по времени, и оценивать правильность работы ДЗЛ при внешнем КЗ по времени насыщения ТТ некорректно.

Добавлено: 2022-07-29 18:21:05

Реальное время срабатывания ДЗЛ при испытаниях на внутреннем КЗ с кратностью 2 от уставки, с учетом времени срабатывания реле (7-8 мс), а так же задержки канала связи (4 мс при 64Кбит/сек), наблюдается не более 39 мс. При большей кратности и скорости 512 кБит время срабатывания значительно меньше, но в расчетах необходимы именно пессимистические оценки.

А как ты сегодня работал?

11 (2022-07-29 16:35:23 отредактировано retriever)

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

ANSC писал(а):
2022-07-29 16:21:05

Реальное время срабатывания ДЗЛ при испытаниях на внутреннем КЗ с кратностью 2 от уставки, с учетом времени срабатывания реле (7-8 мс), а так же задержки канала связи (4 мс при 64Кбит/сек), наблюдается не более 39 мс.

Хм, это понятно. Вопрос в другом. Вот есть у ЭКРЫ уставка
[101321] DT1_ДЗЛ, можно поставить от 0 до 0.15 с. При уставке 0 сработает, естественно.
Это конечно звучит глупо, но все-таки: допустим я подал синусоидальный ток в одно плечо ДЗЛ (имитация внутреннего КЗ), и поставил DT1_ДЗЛ=0.15 с. Она сработает?
У меня нет под рукой ни РЕТОМа, ни терминала, поэтому проверить не могу, хотя наверное да, сработает...

Нужно для того, чтобы провентилировать вопрос - нет ли таких "кривых" алгоритмов у ЭКРЫ и других производителей, что выдержка времени их "останавливает", примерно как я написал в #1.

И примерно то же самое по другим производителям.

12

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Еще размышления на тему времени трансформации и различных блокировок.
Когда говорится о блокировке второй гармоникой или детекторах насыщения и времени их срабатывания, то не нужно забывать о наличии задержек в канале связи. Все хорошо, например, в ДЗШ или ДЗТ, когда мы можем одновременно наблюдать токи всех присоединений, тогда быстрые алгоритмы блокировки со временем  2-3 мс вполне уместны. Для ДЗЛ же приходится ждать информации с противоположного конца и вся возня с быстрыми алгоритмами не всегда эффективна.

А как ты сегодня работал?

13

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 16:33:25

Нужно для того, чтобы провентилировать вопрос - нет ли таких "кривых" алгоритмов у ЭКРЫ и других производителей, что выдержка времени их "останавливает", примерно как я написал в #1.

Плохого мнения вы о разработчиках)
Это был бы слишком простой косяк, чтобы его не нашли на тестах.

14

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 16:33:25

Хм, это понятно. Вопрос в другом. Вот есть у ЭКРЫ уставка
[101321] DT1_ДЗЛ, можно поставить от 0 до 0.15 с. При уставке 0 сработает, естественно.
Это конечно звучит глупо, но все-таки: допустим я подал синусоидальный ток в одно плечо ДЗЛ (имитация внутреннего КЗ), и поставил DT1_ДЗЛ=0.15 с. Она сработает?
У меня нет под рукой ни РЕТОМа, ни терминала, поэтому проверить не могу, хотя наверное да, сработает...

Нужно для того, чтобы провентилировать вопрос - нет ли таких "кривых" алгоритмов у ЭКРЫ и других производителей, что выдержка времени их "останавливает", примерно как я написал в #1.

И примерно то же самое по другим производителям.

Это дополнительная задержка. При уставке 150 мс вы получите срабатывание максимум через 150+40=190 мс, если будут сохраняться условия срабатывания.
Если же КЗ отключиться ранее другой защитой, то ДЗЛ вернется (кстати нормируется и время возврата).

Добавлено: 2022-07-29 18:59:09

Картинка из #1 вообще "кривая", ведь обычно сравниваются не мгновенные величины, а разность и сумма векторов токов с двух концов.

А как ты сегодня работал?

15

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

zigzag писал(а):
2022-07-29 16:49:32

Плохого мнения вы о разработчиках)

Пока не проверю не поверю, как-то так))) Так-то выглядит изложенная мною ситуация косяком. Потому и спрашиваю - вдруг у кого под рукой Ретом и терминал.

ANSC писал(а):
2022-07-29 16:59:09

Картинка из #1 вообще "кривая", ведь обычно сравниваются не мгновенные величины, а разность и сумма векторов токов с двух концов.

Я в курсе. Просто открыл вначале Циглера, там описан этот алгоритм, потом еще была информация от "Микропроцессорных технологий", там перевели дифзащиту на работу по мгновенным значениям. И потом стал подозревать, что кто-то еще так сделал.

16

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Заявлять малые времена до насыщения и при этом не делать анализ мгновенных значений для определения места кз вряд ли возможно. Но это не означает что сама дифзащита тоже должна быть на мгновенных значениях. При хороших внутренних кз это не даст много. С учётом программных циклов защита что на фурье что на мгн. знач. даст срабатывание в первом же цикле. Вот если циклы почаще а кратность поменьше тогда да, будет побыстрее.
У Механотроники в дифзащите трансформатора и двигателя в РЭ указано что «детектор насыщения» и часть дифзащиты выполнены по мгн. знач.

17 (2022-07-29 22:55:15 отредактировано retriever)

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

zigzag писал(а):
2022-07-29 21:29:48

У Механотроники в дифзащите трансформатора и двигателя в РЭ указано что «детектор насыщения» и часть дифзащиты выполнены по мгн. знач.

Понял, посмотрю.

Все-таки интересуют именно опыты с живыми терминалами.

18

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Один большой производитель пишет что работает при правильной трансформации тока 10мс)) смешные обещания учитывая что когда не было этих требований на обычных опытах в НТЦ ФСК этот производитель делает 3 ложных срабатывания...но все равно этот производитель "успешно" проходит аттестацию, не будем показывать на него пальцем... Кто ложно отработал и сам знает))

19

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

retriever писал(а):
2022-07-29 13:11:32

"если КЗ будет в зоне, то мы делаем Фурье 20 мс, но т.к. это КЗ, то мы приезжаем в зону за 5мс, идет переходный процесс в фильтре, но защита сработала! Все ОК!"

Не всегда ок!
Если защита, например ДЗТ будет работать с таким временем, то после отключения оборудования, вы не всегда можете определить наличие повреждения. Особенно если дефект только начал развиваться. Если это например ДЗТ, то с момента отключения до момента испытаний, хорошо если пройдет несколько десятков часов. За это время масло остынет, изоляция частично может восстановить свои свойства, вполне удовлетворяющие нормам испытаний. В 20 мс это надежнее, что потом следы останутся и на РЗА никто не будет грешить, что она неправильно сработала.
Как пример оптическая ЗДЗ (защита от дуговых замыканий) без блокировки по току, иногда так работаЕТ, что только с увеличительным стеклом можно увидеть капельные брызги.

20 (2022-07-31 04:24:39 отредактировано ПАУтина)

Re: Алгоритмы работы дифференциальных защит

Первые научно-технические мысли, затем статьи, разработки и пр. о применении в качестве условия срабатывания мгновенные значения тока появились ещё в 1985...6 г.г., например на кафедре ЭС ЛПИ (Павлов Г.М., Ванин В.К.)
а сколько было рекламных "вспышек" о том, что срабатывание дифзащит минимальновозможно даже за 3..4 мс,
так не понимаю в чём суть обсуждения .... неужели все фирмы врут и выдают желаемое за действительное...

Кстати, даже тогда в этих жарких спорах между старой школой РЗ и аспирантами был сделан вывод о том, что измерение должно быть постоянным, но не менее объективно существующего периода тока - 20 мс, будь то ПФ, ДПФ, БПФ, БДПФ или пр., но само принятие решение о срабатывании принимается сразу после его исполнения, но не ранее чем через 1/4 периода ...
Суть в том, что учитывать  все значения отсчётов предшествующих моменту КЗ, и отсчёты при КЗ, будет гораздо точнее, чем начать учитывать начиная с момента КЗ.

retriever!
Ваши опасения понятны, как только не изощряются (а может и извращаются) фирмы-производители, поэтому хочется ясности...
но просто ставить вопрос, что защита должна измерять и срабатывать с момента КЗ, по моему не совсем корректно, хотя
такое может быть если, например включается линия после паузы АПВ на неустранённое КЗ (наверно при испытании такой опыт и надо ставить) и естественно требуется максимально быстрое время выявления КЗ, тогда возможны варианты ОКЗ, ДКЗ (ТКЗ маловероятно) на 500...220 кВ, и в "чистом виде" для 35...110 кВ ТКЗ.
или проще поискать осциллограммы срабатываний РЗ при таких авариях...