1

Тема: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Добрый день уважаемые коллеги!
Вопрос такого характера, как на осциллограмме аварийного процесса оценить величину тока I2, в случае симметричного короткого замыкания – ту величину, которая кратковременно появляется в момент возникновения аварии.
Нужно понять, была ли эта величина достаточной для кратковременного срабатывания, пускового реле в ДФЗ-201 (1-2ПР; 1.KAZ2). В книге серии БЭМ по ВЧ-защитам сказано, что для кратковременного срабатывания данного реле достаточно длительности несимметричного режима около 5мс.
Какими значениями оперировать для оценки величины тока I2 за такой короткий промежуток времени? Действующие значения, которые считает осциллограф (БРКУ «НЕВА») рассчитываются за время 2 периода до маркера времени и 2 периода после. Получается, что та кратковременная несимметрия, в условные 5мс, будет считаться еще совместно с симметричным режимом длительностью 75мс, правильно ли это? И корректно ли для оценки взять мгновенные значения величин фазных токов за период в 5мс, допустим каждую мс, рассчитать по ним среднеквадратичное значение, и по полученным величинам рассчитать I2?

2

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Вывод напрашивается сам собой.
Надо считать по мгновенным значениям.
Углы между фазами токов можно считать неизменными (т.е. 120 градусов)
Получите вполне достоверный результат.

Т.е берёте вертикальный срез на осциллограмме токов и: - мгновенное значение фазы А прибавляете к мгновенное значение фазы В и к мгновенному значение фазы С. Всё это делите на три - получаете мгновенное значение токов нулевой последовательности (А0, В0, С0).
Для обратной (А2) тот же расчёт с суммированием и делением на три, только не забывайте ту же амплитуду фазы В "повернуть" на 120 градусов, а ту же амплитуду фазы С "повернуть" на 240.
"Повернуть"- это значит ответить (для В) на вопрос: если значение функции синус при угле, допустим 20 градусов было, допустим 1 кА, то каким оно будет при угле 140?
Аналогично для С - допустим 3 кА при 20 градусах, то каким оно будет при 260?

В самом конце не забудьте "повернуть" полученную А2 на 120 - получите В2, и А2 на 240 - получите С2.
:0)

Не? Не так?

3

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

KozhaevAleksey пишет:

В книге серии БЭМ по ВЧ-защитам сказано, что для кратковременного срабатывания данного реле достаточно длительности несимметричного режима около 5мс

С этим согласен, как и с тем, что схема на отключение за это время собираться не должна (как-никак, еще ОСФ участвует). Если это все же имеется, возможен низкий коэффициент возврата реле 2-4ПР. На этом в свое время имели неоднократные отключения ВЛ-220 при внешних КЗ.
И дополнительные вопросы: где было трехфазное КЗ: в основной сети или за трансформатором на напряжении 6-10 кВ? Направление расследования может быть разным. А где осциллограмма, которую собираетесь изучать (в оригинальном формате и в COMTRADE)? По ней чего-нибудь, может, и сообразим.

4 (2014-12-11 21:39:34 отредактировано retriever)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Уставкин пишет:

Надо считать по мгновенным значениям.

Уставкин пишет:

Для обратной (А2) тот же расчёт с суммированием и делением на три, только не забывайте ту же амплитуду фазы В "повернуть" на 120 градусов, а ту же амплитуду фазы С "повернуть" на 240.
"Повернуть"- это значит ответить (для В) на вопрос: если значение функции синус при угле, допустим 20 градусов было, допустим 1 кА, то каким оно будет при угле 140?

Не делается этот расчет так просто. Если мы знаем только одну точку, через нее можно провести бесконечное количество синусоид с разными амплитудами (градусы можно отсчитывать от разных моментов времени и будет разный результат.).
Нужно как минимум 2 точки и через производную считать.
А если там переходный процесс и не чисто синусоидальный ток? А если там помехи? Тогда найденное по 2 точках значение будет представлять из себя полную ерунду (самолично видел). Нужно фильтровать, а это уже задержка... ДПФ, например, - это задержка на период.

KozhaevAleksey пишет:

Действующие значения, которые считает осциллограф (БРКУ «НЕВА») рассчитываются за время 2 периода до маркера времени и 2 периода после. Получается, что та кратковременная несимметрия, в условные 5мс, будет считаться еще совместно с симметричным режимом длительностью 75мс, правильно ли это? И корректно ли для оценки взять мгновенные значения величин фазных токов за период в 5мс, допустим каждую мс, рассчитать по ним среднеквадратичное значение, и по полученным величинам рассчитать I2

Я когда-то хотел разобраться в этом вопросе подробно, но так и не дошли руки.
Суть в том, что нельзя вычислить I2 по мгновенному значению - надобно фильтровать.
Если брать КИХ фильтр (допустим, тот же ДПФ), то у него есть параметр, называемый "окно".
Фильтрация - это домножение дискретных отсчетов, попавших в окно, на какие-то постоянные коэффициенты и последующее суммирование результатов всех умножений.
Нетрудно догадаться, что отфильтрованное значение на выходе будет определяться, в числе прочего, и длиной окна.  Если у нас окно в несколько периодов, то наличие короткого всплеска может практически не повлиять на результат. Если окно короткое, то наоборот, стоит туда попасть даже кратковременному всплеску - и на выходе неизвестно что.

В случае с ДФЗ-201 дело обстоит сложнее. Там, я так понимаю, стоит аналоговый фильтр. Его дискретным эквивалентом является БИХ-фильтр (с бесконечной импульсной характеристикой), где не просто отсчеты домножаются на коэффициенты и складываются - используются значения, отфильтрованные на предыдущем этапе (обратная связь), а те, в свою очередь, от значения на предпредыдущем и т.д. (потому и бесконечная импульсная характеристика).

Так вот, чтобы понять, должна ли ДФЗ-201 была работать в таких условиях, нужно смоделировать ее аналоговый фильтр хотя бы в виде дискретного БИХ-фильтра и пропустить через него осцилограмму. А далее уже смотреть, что там идет на выходе, достаточно ли этого для срабатывания или нет.

Заменять его КИХ-фильтром Фурье или чем-то еще, что там использует осциллограф, в общем-то некорректно - результат может быть совсем не такой, если время несимметрии мало (совпадать будет только при длительном несимметричном режиме).

И еще большой вопрос - как отреагирует на полученный из фильтра ток I2 реальное электромеханическое реле при этой кратковременной несимметрии...

5

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

retriever пишет:

И еще большой вопрос - как отреагирует на полученный из фильтра ток I2 реальное электромеханическое реле при этой кратковременной несимметрии...

Это уже второй вопрос.

В общем случае, без КЗ:
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/70000/8500/78816/thumb/p198th3t8ijka11v1g48kbb16491.JPG

Да, можно говорить о БИХ-фильтрах и ДПФ.
Но ведь для оценки энергии, которая поступит в реле, это и не обязательно.
Мы ведь видим, нулевая последовательность элементарно считается по дискретным отсчётам не прибегая к услугам теории фильтров :0)
Остаётся только разобраться какая часть "оставшейся несиммерии" относится к прямой, а какая к нулевой - с точки зрения энергии, от которой и должно сработать"реле".
:0)
И это не трудно сделать.

6

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Уставкин пишет:

Мы ведь видим, нулевая последовательность элементарно считается по дискретным отсчётам не прибегая к услугам теории фильтров :0)

Когда-то давно была тема на этом форуме, как раз насчет того, что же именно мы получаем, если складываем 3 тока "фильтром нулевой последовательности".
Вроде бы пришли к выводу, что это ни разу не нулевая последовательность, по крайней мере, в случае несинусоидального сигнала - точно.

Только в случае идеальной синусоиды мы имеем численное совпадение полученного результата с током нулевой последовательности (и еще в каких-то частных случаях - для некоторых высших гармонических). В нашем случае - какие-то "кратковременные несимметрии" - будет черт знает что - просуммируются, помимо 50 Гц, остальные гармоники от всех фаз, которые могут быть разными и совершенно несимметричными.

Последовательности определены для расчетов в комплексах (они выводились специально для расчетов в комплексах), поэтому нужно вначале эти комплексы фазных токов/напряжений получить, прежде чем разлагать их на последовательности. Насколько я понимаю, чтобы получить комплекс, нужно минимум 2 значения (расчет через производную). По одному значению ничего не получить. И даже расчет по двум значениям, через производную (еще раз повторяю - сам это делал, самолично видел), дает в случае неидеальной синусоиды ерунду (горбатое месиво вместо константы).

Собственно, к чему все эти разговоры? Не могли бы вы взять осциллограммку и по мгновенным значениям все вычислить smile?

P.S. Я к чему писал про все эти фильтры: ДФЗ-201 рассчитывает I2 не совсем так, как делает это осциллограф с помощью ДПФ. В установившемся режиме разница будет незаметна, а вот при кратковременных несимметриях разные фильтры будут реагировать неодинаково smile.
Фильтры ОП не дадут сразу точное значение I2 - ведь в доаварийном режиме несимметрии не было... Когда начнется аварийный режим, он начнет изменять показания, но не сразу - ведь его показания зависят и от предшествующих (доаварийных) значений тоже (ток через индуктивность не меняется мгновенно, напряжение на емкости не меняется мгновенно и все такое...). Да еще и апериодика в первичной цепи...
Итого будет "переходный процесс в фильтре" (значение на выходе изменится с нуля до установившегося значения в течение какого-то времени), и вот только когда он закончится, будет уже четко I2.
А в случае "кратковременной несимметрии" есть риск того, что "переходный процесс в фильтре" не завершится никогда. И вот отреагирует ли в этом случае на полученный от фильтра бред наше реле - вопрос...

P.P.S. А вообще, по существу темы, я бы взял ДФЗ-201 в виде железяки (не модели) и прогрузил бы ее чем-нибудь, что воспроизводит аварийный процесс по осциллограмме.
Она сама себе модель, и отреагирует самым реалистичным образом smile...

7

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Уставкин пишет:

Вывод напрашивается сам собой.
Надо считать по мгновенным значениям.
Углы между фазами токов можно считать неизменными (т.е. 120 градусов)
Получите вполне достоверный результат.

Т.е берёте вертикальный срез на осциллограмме токов и: - мгновенное значение фазы А прибавляете к мгновенное значение фазы В и к мгновенному значение фазы С. Всё это делите на три - получаете мгновенное значение токов нулевой последовательности (А0, В0, С0).
Для обратной (А2) тот же расчёт с суммированием и делением на три, только не забывайте ту же амплитуду фазы В "повернуть" на 120 градусов, а ту же амплитуду фазы С "повернуть" на 240.
"Повернуть"- это значит ответить (для В) на вопрос: если значение функции синус при угле, допустим 20 градусов было, допустим 1 кА, то каким оно будет при угле 140?
Аналогично для С - допустим 3 кА при 20 градусах, то каким оно будет при 260?

В самом конце не забудьте "повернуть" полученную А2 на 120 - получите В2, и А2 на 240 - получите С2.
:0)

Не? Не так?

В этом и вопрос, так или не так smile Посчитать I2 по ряду мгновенных значений - допустимо ли это? По вашему мнению это допустимо, пока не прочитал сообщение от retriever тоже склонялся к тому что это возможно. Теперь даже не знаю.

retriever пишет:

Так вот, чтобы понять, должна ли ДФЗ-201 была работать в таких условиях, нужно смоделировать ее аналоговый фильтр хотя бы в виде дискретного БИХ-фильтра и пропустить через него осцилограмму. А далее уже смотреть, что там идет на выходе, достаточно ли этого для срабатывания или нет.

Боюсь что такое не осилю....


http://rzia.ru/redirect-8b5d81406d8cd6766382967ab801c1d6bc61808c-78827.html - Вот она осциллограмма. Интересует линия С-5. Трехфазное короткое для нее за спиной, в нормальном режиме данная линия работает на генератор станции. В данном случае работала только на собственные нужды станции, то есть по сути в тупике, но питала два трансформатора с заземленными нейтралями - один ТСН и один генераторный трансформатор.

8 (2014-12-12 10:39:35 отредактировано KozhaevAleksey)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Да, и еще, при просмотре данной осциллограммы в просмотрщиках БРКУ "НЕВА", FastViev от Механотроники и WinBres от Бреслера величина I2 показывается разная, и разброс от 30А до почти 220А. Начинаю думать что задача практически нерешаема, тем более что "синусоиды" довольно "кривые"...

9

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

KozhaevAleksey пишет:

в просмотрщиках БРКУ "НЕВА", FastViev от Механотроники и WinBres от Бреслера величина I2 показывается разная, и разброс от 30А до почти 220А

Осциллограмму вечером дома постараюсь посмотреть (сейчас нечем), а так, навскидку - причина как раз в том, что берется разное окно (1 период, 2 периода и т.д), и возможно, в разных направлениях (вперед, назад, посередине и т.п.).

KozhaevAleksey пишет:

Боюсь что такое не осилю....

В предыдущем посте писал, повторюсь - есть ли возможность прогрузить ДФЗ с помощью устройства, воспроизводящего аварийный процесс по осциллограмме?
Там сразу ясно все будет.
А что случилось, ДФЗ сработала при трехфазном КЗ за спиной?

10

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

retriever пишет:

В предыдущем посте писал, повторюсь - есть ли возможность прогрузить ДФЗ с помощью устройства, воспроизводящего аварийный процесс по осциллограмме?
Там сразу ясно все будет.
А что случилось, ДФЗ сработала при трехфазном КЗ за спиной?

В данный момент такой возможности нет.
Да, сработала, причем отключилась только с одной стороны.

11

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

retriever пишет:

Собственно, к чему все эти разговоры? Не могли бы вы взять осциллограммку и по мгновенным значениям все вычислить ?

Собственно, мог бы :0)
Но это будет ещё один результат, в дополнение к вот этим:

KozhaevAleksey пишет:

Да, и еще, при просмотре данной осциллограммы в просмотрщиках БРКУ "НЕВА", FastViev от Механотроники и WinBres от Бреслера величина I2 показывается разная, и разброс от 30А до почти 220А. Начинаю думать что задача практически нерешаема, тем более что "синусоиды" довольно "кривые"...

Что есть истина?
Вы пишите, что критерием истины является:

retriever пишет:

P.P.S. А вообще, по существу темы, я бы взял ДФЗ-201 в виде железяки (не модели) и прогрузил бы ее чем-нибудь, что воспроизводит аварийный процесс по осциллограмме.
Она сама себе модель, и отреагирует самым реалистичным образом ...

Да. Но :0)
Здесь придётся задуматься о принципах работы самой ДФЗ и её измерительных органов. Всё ли там хорошо :0)
Вот, интересная статья (и главное интересные формулы) присутствующего где-то здесь г. Пирогова :0)
Внешняя ссылка

12

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

KozhaevAleksey пишет:

Вот она осциллограмма.

Самое отвратительное место размещения, где включаются часики и не знаешь конечного результата. Неуж-то файл разумного объема нельзя разместить непосредственно на Форуме? Есть проблемы - отправьте мне в личку (адрес - в профиле), найду более демократичное средство размещения, да и средств анализа в моем домашнем боекомплекте имею вполне достаточно. С этого ресурса принципиально скачивать не буду.

retriever пишет:

В предыдущем посте писал, повторюсь - есть ли возможность прогрузить ДФЗ с помощью устройства, воспроизводящего аварийный процесс по осциллограмме?

А это - интересная проблема. Любая имитация не является полным аналогом исходной осциллограммы. В настоящее время Динамика над этим вопросом работает. И уж с точностью до 5 миллисекунд о достоверности процесса говорить сложно.

13 (2014-12-12 15:29:17 отредактировано retriever)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

doro пишет:

Любая имитация не является полным аналогом исходной осциллограммы. В настоящее время Динамика над этим вопросом работает. И уж с точностью до 5 миллисекунд о достоверности процесса говорить сложно.

5 мс - четверть периода - не так уж и мало... Т.е. РЕТОМ не может с такой точностью воспроизвести?

P.S. Хотя наверное тут надо говорить об еще более высокой точности - за четверть периода многое чего может произойти...

14

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

doro пишет:

Самое отвратительное место размещения

Памятка для KozhaevAleksey :

1. Нажать "Ответить"

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/70000/8500/78847/thumb/p198v8r1ei15d714821s6s1dpa15rj1.JPG

2. Нажать "Выбрать" и "Загрузить"

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/70000/8500/78847/thumb/p198v8vsf3126fms41dk912ed12vj2.JPG

15 (2014-12-12 15:59:30 отредактировано doro)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

retriever пишет:

Т.е. РЕТОМ не может с такой точностью воспроизвести?

Да я не говорю о возможности воспроизведения сигнала с соответствующей степенью точности. Речь идет о сочетании исходного файла с работающей с ним программой. После того, как опубликовал статью о способности разных средств ПО достоверно воспроизводить COMTRADE различных исходных программ, Динамика этим заинтересовалась с точки зрения собственной аппаратуры. И здесь оказалось не все однозначно, хотя распознаваемость очень высокая (куда выше, чем у большинства протестированных мною просмотрщиков). Но в части метрологических характеристик пока есть проблемы, над которыми разработчики работают. Кстати, эта тема - один из неожиданных компонентов, над которым нужно поработать дополнительно. Промежуточные результаты у меня уже есть, но до завершения работы над корректировкой ПО ни о какой публикации речь не идет.

16 (2014-12-12 16:08:50 отредактировано retriever)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

doro пишет:

Речь идет о сочетании исходного файла с работающей с ним программой.

А, то есть речь идет о просмотрщике? Хм...

doro пишет:

После того, как опубликовал статью о способности разных средств ПО достоверно воспроизводить COMTRADE

А что за статья и где? Интересно было бы почитать.
Единственное, что я когда-то слышал на данную тематику - то, что некоторые программы практикуют пересчет частоты дискретизации. Было 36 отсчетов на период -  сделаем из них 20. Было 12 отсчетов на период - тоже сделаем 20. Зачем оно нужно - я уже забыл (вроде для того, чтобы делать двустороннее ОМП при наличии агрегатов с разной частотой дискретизации на обеих сторонах), с точки зрения цифровой обработки сигналов - тупо уменьшается точность и все...

17

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

Статья была опубликована в журнале "Релейная защита и автоматизация" (№ 3 2013). Анонс статьи с общими выводами опубликован на странице Внешняя ссылка В ближайшее время постараюсь опубликовать полную версию.

retriever пишет:

Единственное, что я когда-то слышал на данную тематику - то, что некоторые программы практикуют пересчет частоты дискретизации.

Это - одна из проблем, но их куда больше.

18

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

retriever пишет:

по крайней мере, в случае несинусоидального сигнала - точно.

Да, припомнил. При несуносидальном сигнале симметричные составляющие строятся для каждой гармоники отдельно. И как ни извращайся, достоверного значения на отрезке меньше полупериода промышленной частоты не получишь. Ток обратной последовательности для каждой гармоники будет восприниматься ФТОП ДФЗ по-разному. Но с учетом элементарности фильтра можно построить модель восприятия не тока обратной последовательности, а различных сочетаний фазных токов.
Кстати, орган манипуляции (I1+kI2) будет реагировать на эти сочетания совершенно иначе. Как-то получил огромное моральное удовлетворение, когда вычислил разное влияние различных сочетаний токов на ОМ при имитации КЗ (на основании Инструкции по эксплуатации ДФЗ еще при участии Сапира). Руководство не оценило: меряй, пока не получится.

19

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

1. Соглашусь с retriever-ом в том, что I2 за 5мс не рассчитаешь, будет каша на выходе. Только имея данные за полный период, можно говорить про какие-либо симметричные составляющие. Остальное - лукавство )
2. То, что будет на выходе физического фильтра (хотя бы и применённого в ДФЗ-201) за 5 мс - тоже не I2. По крайней мере, в зависимости от момента КЗ по отношению к началу периода ф.А отклик фильтра будет меняться.
3. Выложите, пожалуйста осциллограмму куда-нибудь в более приличное место! Там, где её разместил топикстартер, куча баннеров, казино, левые подписки на СМС сервисы (
4. Еще вопрос, с какой частотой оцифрован сигнал в осциллограмме.

20 (2014-12-15 08:44:53 отредактировано KozhaevAleksey)

Re: Оценка величины тока I2 при кратковременных несимметриях.

rt40 пишет:

3. Выложите, пожалуйста осциллограмму куда-нибудь в более приличное место! Там, где её разместил топикстартер, куча баннеров, казино, левые подписки на СМС сервисы (
4. Еще вопрос, с какой частотой оцифрован сигнал в осциллограмме.

- Вот. Не увидел сразу, как сюда файлы прикрепить, извиняюсь за доставленные неудобства.
- Если верить проекту, то период опроса аналоговых сигналов - 1мс.

Post's attachments

2014_10_17_Северная 5 ДФЗ.zip 523.27 Кб, 9 скачиваний с 2014-12-15 

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