1

Тема: Время вычисления действующего значения в МП терминале

От чего зависит это время???Должен целый период пройти или пол периода,или четверть чтобы терминал успел вычислить значение???

2 (2012-04-21 23:44:35 отредактировано Long_Ago)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Непосредственное время вычисления напрямую зависит от процессорной мощности и от заложенных алгоритмов. На сегодня у всех, известных мне производителей, на основе рядов Фурье время вычисления до нескольких миллисекунд. Но могу и ошибиться в большую сторону.
А вот с какой периодичностью эти вычисления выполняются - у каждого производителя свои тараканы в терминале.
В принципе, зная форму кривой, можно определить и по двум точкам (только не кратным полпериода, иначе попадем по нулям). Но вот как узнать полпериода или четверть не зная целого? И как наперед узнать форму кривой?

3

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

1. Для того чтобы рассчитать действующее значение сигнала и получить 100% достоверное значение необходимо обработать данные за полный период этого сигнала. На частоте 50Гц это время составляет 20мс.

2. Разные производители используют разный программный цикл. 10мс, 5мс - время обновления данных расчета сигналов. С автоподстройкой по частоте, с фиксированным временем выборки. Есть разные способы.

3. Есть методы восстановления кривой "наперед". Но они работают нормально при гармоничном сигнале. Но как только появляется апериодическая составляющая либо высшие гармонические составляющие такие результаты расчета превосходят заявленную погрешность в руководстве по эксплуатации. Эти составляющие можно успешно фильтровать, но фильтрация так же вносит задержку... в общем - в данный момент у всех производителей в большинстве случаев применяется преобразование Фурье - Т, 20мс.

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

4 (2012-04-22 18:21:34 отредактировано ДЕНИС89)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Спасибо.Дело в том видел на осциллограмме терминала GE,в начале аварийного процесса орган пустился через время( чуть бульше) четверти периода тока кз(7-8мс).почитал в мануале ничего не нашел.подскажете пожалуйста литературу по этой теме.

5

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Для синусоидального сигнала действующее значение равно квадратному корню из интеграла квадратов мгновенных значений измерений за период. Грубо говоря, это корень квадратный из суммы квадратов выборок. Это называется среднеквадратичным значением сигнала, то что показывают приборы магнитоэлектрической системы.

Для частоты 50 Гц и 20 выборках на период, вычисления действующего значения производятся каждую миллисекунду за предыдущие 20 миллисекунд. Наверное понятно, что для этого не нужно каждый раз вычислять сумму квадратов и тем более извлекать квадратный корень. Достаточно вычесть из промежуточной суммы квадрат самой старой выборки и добавить квадрат текущей, получим квадрат действующего значения сигнала. Дальнейшая судьба этой величины зависит от назначения, например, если показать на дисплее – тогда берем квадратный корень и умножаем на масштабный коэффициент.
То, что идет через Фурье – модуль и угол основной гармоники, вычисляющиеся  каждую миллисекунду за окно наблюдения (обычно 20 мс).
Для синуса  результат будет одинаков, а при наличии гармоник – разный.

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

6 (2012-04-26 16:16:13 отредактировано Казаник Р.Е.)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Михаил Пирогов пишет:

1. Для того чтобы рассчитать действующее значение сигнала и получить 100% достоверное значение необходимо обработать данные за полный период этого сигнала. На частоте 50Гц это время составляет 20мс.

На самом деле не совсем так, существуют методы 100% получения достоверного сигнала и на полупериоде. На синусоидальном сигнале работает отлично, но на расчет влияет наличие апериодической составляющей и частот ниже основной, поэтому требуется фильтрация, но даже при наличии фильтрации результат получаем за 10 мс при промышленной частоте.

ДЕНИС89 пишет:

От чего зависит это время???Должен целый период пройти или пол периода,или четверть чтобы терминал успел вычислить значение???

Вас интересует именно время самих вычислений или время получения достоверного значения? Это разные вещи.

ДЕНИС89 пишет:

Спасибо.Дело в том видел на осциллограмме терминала GE,в начале аварийного процесса орган пустился через время( чуть бульше) четверти периода тока кз(7-8мс).почитал в мануале ничего не нашел.подскажете пожалуйста литературу по этой теме.

Собственно защита имеет определенную уставку (скажем токовая защита максимального типа) и срабатывает при превышении током значения этой уставки. Как верно заметил nea полученное значение тока после обработки не мгновенно возрастает до уровня действующего значения, а растет вместе с движением окна выборок и становится равным значению сигнала, когда весь сигнал полностью закрывает это окно. Т.е. грубо говоря в первом приближении можно считать, что действующее значение сигнала линейно возрастает от величины X до величины Y за интервал времени окна выборок равного 20 мс. Т.е. защита пустится не через 20 мс, а при превышении значением тока значения уставки, что в зависимости от кратности тока к току уставки может составлять от нескольких милисекунд при кратностях 5+, до 20 мс при кратностях близких к 1.

7

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Спасибо.в принципе понятно.но все равно нужно почитать,подскажите литературу если есть таковая.

8 (2018-03-05 22:57:07 отредактировано obagley)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Deleted

Oleg Bagleybter

9 (2012-04-28 09:24:38 отредактировано Казаник Р.Е.)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

ДЕНИС89 пишет:

Спасибо.в принципе понятно.но все равно нужно почитать,подскажите литературу если есть таковая.

Ну в явном виде в книжке такое врядли найдешь, а вот книжки неплохие, где простым языком изложено, без премудростей всяких, могу посоветовать, например, Шмурьев - Цифровая регистрация и анализ аварийных процессов в электроэнергетических системах, Шнеерсон Э.М.- Цифровая релейная защита. Сечас попробую как появится время сделать визуальное представление работы, там все наглядно будет.

obagley пишет:

Интересно, что защиты с динамическими уставками, например, дифзащита с тормозной характеристикой, этому правилу не подчиняются - все зависит от скорости нарастания тормозного и дифференциального тока. Т.е. даже при малом токе к.з. можно получить быстрое срабатывание (задолго до окончания переходго процесса в фильтре), если дифференциальный ток нарастает быстрее тормозного.

По этому поводу, я как-то по старой дружбе общался с Михаилом Пироговым делал иллюстрации работы тормозной характеристики, сейчас поищу и тоже скину.

obagley пишет:

Если интересна теория, советую почитать вот эту статью http://www2.selinc.com/techpprs/6041.pdf.

За ссылку спасибо, жаль на английском, а я в нем очень слаб, т.к. учил немецкий. в принципе теория штука занятная, но я больше интересуюсь практическими результатами применения, хотя и теорию тоже почитываю.

Добавлено в 10.02:
Архив DFT.RAR сляпал видео работы обычного дискретного преобразования Фурье. Собственно синий - синусоида тока, зеленый - действующее значение, черный - пусковой орган ЦРЗА с уставкой 60 ед. Наверху время в секундах от начала процесса. Как видно достоверное действующее значение сигнала равное 100 ед получено через 20 мс после начала аварии, а вот реле сработало гораздо раньше (через 13,75 мс), была бы кратность больше чем 1,67 соответственно срабатывание было бы еще раньше. в общем такого в книжке не найдешь, а так все наглядно и без премудростей.

Добавлено в 10.20:
Приложил видео работы реле дифф.защиты с торможением от полусуммы токов плеч. Визуализация была создана для дискусси, как же правильно считать коэффициент чувствительности для защиты двигателя - использовать начальный ток срабатывания, как рекомендуют некоторые производители или же все-таки брать реальный ток с учетом торможения. Собственно видео отражают как движется точка по характеристике торможения в зависимости от предшествовавшего режима работы двигателя.

Post's attachments

DFT.rar 46.54 Кб, 71 скачиваний с 2012-04-28 

DZT.rar 215.8 Кб, 68 скачиваний с 2012-04-28 

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

10

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Вот чем мне очень нравится как разработчик, Казанник Руслан, так это тем, что он свои слова всегда подкрепляет расчётами. А так же тем, что его разработки строго ориентированы на практическое применение.

Руслан, ты правильно пишешь. Реле то срабатывает, но достоверное действующее значение всё равно определяем после периода, что наглядно и демонстрирует твоя модель.

Олег, не вспоминая наш старый спор "модель в студию". Для предметного разговора, Вы бы не могли подтвердить свои слова "это не совсем так" предоставив модель достоверно определяющую действующее значение гармонического сигнала содержащего периодическую составляющую 50Гц, апериодическую составляющую, а так же 15-20% высших гармонических составляющих, при этом результат работы модели - расчёт действующего значения на первом периоде сигнала быстрее чем 20мс (Т)? Очень любопытно, так сказать практические аспект теории.

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

11

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Кстати, коллеги-разработчики! Если зашел разговор за дифзащиту...

При внешнем КЗ погрешность ТТ увеличивается. При этом, у каждого есть свои особенности ЦОСа в устройствах. У кого-то диф ток может считаться по Фурье, у кого-то подругому... Как мне видится, все мы с вами в наших руководствах пишем погрешности измерения для периодических сигналов. Испытания проводим "чистым синусом".

Вопрос. Как вы в своих методиках расчёта уставок в зависимости от расчётной погрешности ТТ при внешнем КЗ, компенсируете дополнительные погрешности расчёта дифференциального тока небаланса возникающую вследствии насыщения ТТ?

Либо изначально, в шутку сказать, Кзапаса*Кпоправки*Кнадежности*Капериодики = Котстройки*Iнб ICQ/ab:) ?

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

12

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Михаил Пирогов пишет:

Руслан, ты правильно пишешь. Реле то срабатывает, но достоверное действующее значение всё равно определяем после периода, что наглядно и демонстрирует твоя модель.

Так а нам применительно к выявлению повреждения не столь и важно какой именно ток будет при замыкании, нас интересует именно факт превышения уставки, а на сколько это уже не так важно.

Михаил Пирогов пишет:

Олег, не вспоминая наш старый спор "модель в студию". Для предметного разговора, Вы бы не могли подтвердить свои слова "это не совсем так" предоставив модель достоверно определяющую действующее значение гармонического сигнала содержащего периодическую составляющую 50Гц, апериодическую составляющую, а так же 15-20% высших гармонических составляющих, при этом результат работы модели - расчёт действующего значения на первом периоде сигнала быстрее чем 20мс (Т)? Очень любопытно, так сказать практические аспект теории.

Я тоже очень давно интересовался этим вопросом, и у меня есть (вернее точно была, если нет придется сделать в свободное время...) модель в MathCad, как получится найти скину сюда, в ней два расчета на полном периоде и на полупериоде, но в ней насколько помню отсутствуют фильтры и не реализована компенсация влияния апериодической составляющей. Но сам факт, что значение получаем через 10 мс, а не через 20 мс видно.

Михаил Пирогов пишет:

Вопрос. Как вы в своих методиках расчёта уставок в зависимости от расчётной погрешности ТТ при внешнем КЗ, компенсируете дополнительные погрешности расчёта дифференциального тока небаланса возникающую вследствии насыщения ТТ?

А чего, тут по классике берем и отстраиваемся от этого самого небаланса, вызванного внешним КЗ. Чувствительность защиты получается высокая и "изобретать", что-то хитрозакрученное вроде и не требуется. Или есть другое мнение? Есть вариант для отстройки отслеживать скорость изменения дифференциального и тормозного тока - при внешнем КЗ ТТ не сразу уходят в насыщение и есть 3-5 мс, когда ток трансформируется без искажения, соответствено в этом случае имеем на этих 3-5 мс резкий рост тормозного тока, затем уже через 3-5 мс начинает рости дифф.ток, это можно использовать достаточно эффективно.

13

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Насколько я помню, если время срабатывания МТЗ <20мс, то не используется действующее значение.
терминал работает по пиковому значению и само собой без каких либо фильтров гармоник.

дифзащиты совсем другая песня и каждый производитель имеет свои секреты.

не пинать, я не разработчик.

14

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

А чего, тут по классике берем и отстраиваемся от этого самого небаланса, вызванного внешним КЗ....

Это, то да. Так и есть. Отстраиваемся от небаланса.  Iнб = (Етт + у + в)*Iкз Далее от Iнб у нас зависят напрямую уставки ДТО и ДЗТ...

Етт - погрешность ТТ при КЗ;
у - погрешность измерения МП РЗА;
в - технологический запас (берем 2,5%);

Так вот, дело в том, что "у" принимается из руководств по эксплуатации производителей. А в РЭ (мануалах) она приводится например, 3%. При этом она соответствует измерению "чистого" гармонического сигнала 50Гц. Однако, при насыщени ТТ и расчёте диф тока будет доп. погрешность расчета диф.тока вызванная искажением гармонического сигнала. Например, при Фурье - нелинейная и сопостовима с Етт.

Вот и вопрос, какая доп погрешность расчёта диф тока у разных производителей при несинусоидальном сигнале, а самое главное, как в своих методиках расчёта уставок они/мы её компенсируем?

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

15 (2018-03-05 22:56:34 отредактировано obagley)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Deleted

Post's attachments

freq_response.jpg 104.35 Кб, 2 скачиваний с 2012-04-28 

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

16 (2018-03-05 22:56:12 отредактировано obagley)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Deleted

Oleg Bagleybter

17

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Олег, с удовольствием почитал коментарии.

Я тоже раньше думал, что расчётная погрешность ТТ (например, 50-70%) включает в себя погрешность расчёта диф тока. Думал, пока некоторое время назад не провел исследование этого вопроса.

Берем упрощенный случай. Диф защита шин. Диф ток - считаем по Фурье. Для упрощения принимаем, что есть только два плеча "вход со стороны питания" - "выход на нагрузку". Предполагаем, что при внешнем КЗ ТТ в линии нагрузки насыщается, а ТТ от ввода питания нет (предельный и упрощенный случай).

Расчитываем уставки ДТО, ДЗТ.

Расчитываем диф ток по ДПФ и с учётом насыщения.

Видим результат, как точка выходит в зону срабатывания.

Предварительные выводы исследования - расчётная погрешность ТТ не компенсирует в расчёте уставок появляющуюся доп погрешность расчета диф тока по Фурье.

С этого ПК не могу прикрепить расчёт доп погрешности диф тока по Фурье, но думаю вы легко это смоделируете сами.

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

18 (2018-03-05 22:55:47 отредактировано obagley)

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Deleted

Oleg Bagleybter

19

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Олег, именно! Золотые слова! Вот именно, дело в том, что метод расчёта погрешности ТТ принятый для электромеханики многими расчётчиками используется и для МП РЗА, при этом не учитывает "цифровых алгоритмов".

TVE проверял на Фурье. В итоге больше влияет на Кт ДЗТ.

РОССИЯ, Санкт-Петербург, www.i-mt.net

20

Re: Время вычисления действующего значения в МП терминале

Весьма полезная информация о преобразовании тока в цифру.
Но возвращаясь к вопросу о времени срабатывания, упускается немаловажный момент циклов работы МП терминалов.

Казаник Р.Е. пишет:

защита пустится не через 20 мс, а при превышении значением тока значения уставки, что в зависимости от кратности тока к току уставки может составлять от нескольких милисекунд при кратностях 5+, до 20 мс при кратностях близких к 1.

Если превышение уставки получили до начала очередного цикла N, то результаты получим спустя цикл.
Если превышение уставки получили после начала очередного цикла N, то обрабатываться будет в цикле N+1, а результаты получим спустя еще цикл. Итого через два цикла.
Ну а длительность цикла - у каждого производителя своя. И зачастую плавающая в зависимости от количества активированных функций. И при времени цикла 10 мсек ожидать результат через "несколько милисекунд при кратностях 5+ " не стоит надеяться и верить.

ДЕНИС89 пишет:

подскажите литературу если есть таковая.

Мануалы производителей.