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[DSP] 请教一下电网短路时的突变波形如何识别

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发表于 2022-3-6 10:04:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
请教一下各位和版主,电网交流220V短路时电流急剧增大,短路点电压会瞬间跌下来或者跌到0V,有什么好的识别算法,即快速又精确,最好在1ms内就能识别出来,这种情况是识别电压波形好还是电流波形好?
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发表于 2022-3-6 17:18:39 | 显示全部楼层
这个有测试好的样本没,电压和电流的。

根据多个样本,我们设置个合理的阀值检测,然后再做个防止误判检测,不知道是否可行。
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 楼主| 发表于 2022-3-6 18:30:49 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-3-6 17:18
这个有测试好的样本没,电压和电流的。

根据多个样本,我们设置个合理的阀值检测,然后再做个防止误判检 ...

目前没有短路发生时的电压和电流ADC采样数据。要做到1ms响应,实时要求非常高,不知道什么时候来个短路事件,ADC应该怎么配置比较合适?比如我连续采到10个点AD值超过某个阀值就认为这是短路时的电流或电压信号,这样做?
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发表于 2022-3-7 04:48:07 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-3-6 18:30
目前没有短路发生时的电压和电流ADC采样数据。要做到1ms响应,实时要求非常高,不知道什么时候来个短路事 ...

采集好弄,有专门的模拟看门狗,检测到就可以触发中断,1ms完全没问题。
关键就是怎么做误判处理。
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发表于 2022-3-7 10:13:04 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-3-7 04:48
采集好弄,有专门的模拟看门狗,检测到就可以触发中断,1ms完全没问题。
关键就是怎么做误判处理。

如果是急剧的电压下降和电流上升 可以根据变化量的突变率来判断,1ms内电压电流同时超过阈值(这个阈值要大于1ms内正弦波的增量)了就判断为 短路事件。
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发表于 2022-3-7 10:50:23 | 显示全部楼层
雷鹏 发表于 2022-3-7 10:13
如果是急剧的电压下降和电流上升 可以根据变化量的突变率来判断,1ms内电压电流同时超过阈值(这个阈值要 ...

对,主要还是样本的。要分析下样本看看阀值设置多少合适。还有插拔大功率设备的变换状态区分开。
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 楼主| 发表于 2022-3-7 11:23:56 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-3-7 10:50
对,主要还是样本的。要分析下样本看看阀值设置多少合适。还有插拔大功率设备的变换状态区分开。

“还有插拔大功率设备的变换状态区分开。”  你指的就是现场大功率设备的启起动和停止要能区分开,防止误判检测了。但这个要怎么获取这种情况的样本跟短路时的样本的区别,要求现场测试吗
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发表于 2022-3-7 20:14:38 | 显示全部楼层
这么快,建议你使用硬件来做。
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发表于 2022-3-8 17:33:33 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-3-7 10:50
对,主要还是样本的。要分析下样本看看阀值设置多少合适。还有插拔大功率设备的变换状态区分开。

这个就涉及到继电保护的 灵敏性的判断了,要判断故障状态和正常状态的电压电流,还有大功率电器瞬间启动的时候电流也很大,要通过延迟保护躲过去。
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发表于 2022-3-8 17:34:35 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-3-7 11:23
“还有插拔大功率设备的变换状态区分开。”  你指的就是现场大功率设备的启起动和停止要能区分开,防止误 ...

设计一个保护模型,具体参数肯定要现场测试了。
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发表于 2022-3-17 10:06:51 | 显示全部楼层
比较单个周波的有效值变化即可
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发表于 2022-3-17 18:38:12 | 显示全部楼层
cageduke 发表于 2022-3-17 10:06
比较单个周波的有效值变化即可

你说的有道理
工频是50Hz,但楼主要1ms识别,1ms连半个工频周期都没有。怎么测?
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发表于 2022-3-18 12:49:45 | 显示全部楼层
楼主是业内人士吗?这个需求提的让我挠头。
电流冲击和浪涌是比较好测的,能10ms响应,电压跌落或暂降,跟你说的原因没有逻辑关系,例如谐波影响、负荷接入等,触发误动作可不行。
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 楼主| 发表于 2022-3-22 22:36:40 | 显示全部楼层
emwin 发表于 2022-3-18 12:49
楼主是业内人士吗?这个需求提的让我挠头。
电流冲击和浪涌是比较好测的,能10ms响应,电压跌落或暂降,跟 ...

短路故障肯定会造成电网电压暂降的,这是常识
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发表于 2022-3-23 13:04:19 | 显示全部楼层
继保要求是40mS动作,包括继电器时间。你这个1mS……上小波变换吧
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发表于 2022-3-23 13:06:14 | 显示全部楼层
既要在1ms判断一个20mS的周期信号,又要准确不误报,你搞定了可以踢南瑞的屁股。
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 楼主| 发表于 2022-3-23 18:07:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 gnail092 于 2022-3-23 20:12 编辑
fengxin32 发表于 2022-3-23 13:06
既要在1ms判断一个20mS的周期信号,又要准确不误报,你搞定了可以踢南瑞的屁股。

是这样的,我们有个设备需要继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳,或者继电器过短路电流烧掉,加上继电器的动作时间,最慢不能超过10ms,短路电流测过达到1kA~2kA。你说的继保40ms动作,应该不是短路保护用的吧,这么大的电流40ms继电器能抗住吗
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发表于 2022-3-24 09:25:35 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-3-23 18:07
是这样的,我们有个设备需要继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳,或者继电器过短 ...

你可以翻翻国标,我记得是GB/T 7261。
继电器自己动作时间都要十几个mS,断路器再动作,更慢。而且你是设备用,最多也就10KV,你瞧瞧断路器上写的多少KA,2KA短路电流算个啥啊。
我不知道你用在什么设备上,操作的是正规断路器还是塑壳断路器,我建议是:看看你要操作的断路器手册,不管是塑壳断路器还是施耐德、ABB的断路器,他们都提供保护的选件,可以直接加装。或者向许继这类继保厂家咨询购买线路保护装置。嗯,数量如果很少的话,还是去问安科瑞算了,他们的AM3、4、5这一系列微机测控保护设备都不错。
另外,如果你是0.4KV系列,那么直接使用FTU也是可以的。
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发表于 2022-3-24 11:25:36 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-3-23 18:07
是这样的,我们有个设备需要继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳,或者继电器过短 ...

"继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳"

感觉有点冲突啊,你确定继电器能分断这么大电流?或者你这里的“继电器”是继电保护术语里面那个“继电器”?
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 楼主| 发表于 2022-3-24 15:22:31 来自手机 | 显示全部楼层
fengxin32 发表于 2022-3-24 11:25
"继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳"

感觉有点冲突啊,你确定继电器能分断这 ...

现在不是选哪种断路器做短路保护用,我们是交流充电桩设备,标准要求火线零线之间短路时充电桩能够自我保护,充电桩内部又没有断路器,所以需要用控制充电用的继电器自己切除,强制切除肯定不行,需要在短路电流过零点切除,这样继电器动作一次也不会马上坏。要求充电桩这边充电时发生短路时继电器要能够可靠切除,而上级断路器不能动作,所以动作时间基本上都在10ms内,最大也不能超过一个周波。
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 楼主| 发表于 2022-3-24 15:23:28 来自手机 | 显示全部楼层
fengxin32 发表于 2022-3-24 11:25
"继电器来做短路故障保护,响应越快越好,不然可能断路器会跳"

感觉有点冲突啊,你确定继电器能分断这 ...

我们的继电器的断开时间是3ms左右
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发表于 2022-3-25 08:26:53 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-3-24 15:22
现在不是选哪种断路器做短路保护用,我们是交流充电桩设备,标准要求火线零线之间短路时充电桩能够自我保 ...

上级断路器动作有动作电流和动作时间的,动作电流一般会很大的,你选一个动作电流稍小,动作时间更短空开就可以了。相对于充电器来说,你说的火线与零线短路是外部的还是内部的,如果是外部的,由外部的断路器断开就可以了,内部的话,那就在充电桩内部做短路保护了,短路电流要根据充电桩的额定电流和瞬时最大电流设计。
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发表于 2022-3-25 08:56:56 | 显示全部楼层
搜了下电脑,找到张谐波含量较高时电压波形,供参考:
截屏_2022-03-25_08-03-11.png
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 楼主| 发表于 2022-3-25 11:14:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 gnail092 于 2022-3-25 11:27 编辑
雷鹏 发表于 2022-3-25 08:26
上级断路器动作有动作电流和动作时间的,动作电流一般会很大的,你选一个动作电流稍小,动作时间更短空开 ...

就是充电桩继电器的后端,火零短路时继电器需要可靠断开,现在的问题就是继电器断开时老是坏,触点粘连了,上级断路器也跳了,继电器额定电流是50A,上面有好几级断路器都跳过,额定电流80A、160A跳过,总柜800A也跳过,现在的方案是充电桩内部是不会再装另外的断路器的。
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 楼主| 发表于 2022-3-25 11:15:37 | 显示全部楼层
emwin 发表于 2022-3-25 08:56
搜了下电脑,找到张谐波含量较高时电压波形,供参考:

不通过电压去判断了,现在是通过电流的峰值来判断的
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发表于 2022-3-29 20:52:41 | 显示全部楼层
电流求斜率,设定斜率阈值,超限就动作。看一下固态断路器的方案,瞬断保护动作时间几十个us。
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 楼主| 发表于 2022-4-23 12:25:03 | 显示全部楼层
yayasoso138 发表于 2022-3-29 20:52
电流求斜率,设定斜率阈值,超限就动作。看一下固态断路器的方案,瞬断保护动作时间几十个us。

体积是不是比继电器大很多的,那不适合,本省产品外壳体积不大,就是因为继电器体积小所以选用继电器
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发表于 2022-11-29 17:32:12 | 显示全部楼层
gnail092 发表于 2022-4-23 12:25
体积是不是比继电器大很多的,那不适合,本省产品外壳体积不大,就是因为继电器体积小所以选用继电器

闲来无聊翻到楼主的帖子,已经过了半年,不知道楼主问题解决了没有?如果解决,采用的是什么方案?

按照我看前面的帖子猜想楼主是有一个充电桩,然后充电桩上面有断路器,希望在断路器和充电桩之间再加装一个自己的控制器,能在充电桩发生短路的时候,自己的控制器能断开供电,而不是由断路器来断开。

这里首先楼主没有说清楚这里的断路器是安装在什么电压等级的?以及为何要再加装一个控制器,因为断路器本身安装的目的就是在下端出现短路的时候切除故障的,再安装一个就显得有些多余。

其次,即使这里需要安装一个控制器。首先这个控制器需要有一方面是监测系统电流的能力,二是断弧的能力。简单的方案,当检测到电流的瞬时值超过一定的限值,就控制开断,如果对动作时刻电流大小的精度要求不高,通过计算实时采样幅值就可以,为了防止外部电磁干扰之类导致误动作,可以连续判断几次,只要采样频率不低,这个动作时间都可以很快,整个逻辑控制在ms级问题不大。

这里的核心问题是开断策略,首先如果使用机械结构的器件,开断时间无法控制在ms级,起码是10ms级别,那么不能准确的控制在电流过零点时开断,那么就需要有断弧的能力,电弧电流的大小根据上级的短路容量确定,这个时候需要考虑热稳定能力,其实就是断路器干的事情。还有一种方案就是采用固态继电器,可以精确控制在电流过零点时开断,但是对固态继电器的选型要求比较高,并且固态继电器的失效概率远大于机械式的,需要考虑失效问题。
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