请教一下电网短路时的突变波形如何识别

gnail092

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?

eric2013

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。

gnail092

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?

eric2013

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。

雷鹏

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。

eric2013

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。

gnail092

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

庄永

这么快，建议你使用硬件来做。

雷鹏

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。

雷鹏

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。

cageduke

比较单个周波的有效值变化即可

snakeemail

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？

emwin

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。

gnail092

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

fengxin32

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

fengxin32

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。

gnail092

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

fengxin32

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。

fengxin32

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”？

gnail092

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。

gnail092

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

雷鹏

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。

emwin

搜了下电脑，找到张谐波含量较高时电压波形，供参考：

gnail092

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。

gnail092

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

yayasoso138

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。

gnail092

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

liapunov

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。