立方體判據控制方法短路檢測研究

張宋鑫

【摘 要】本文研究了立方體判據實現短路電流檢測。立方體判據預估故障是基于電流的瞬時值、電流對時間的一次導數、電流對時間的二次導數的關系。然后，針對其易受干擾的特性，采用了一種改進的流程以提高它的穩定性。

【關鍵詞】短路檢測；立方體判據

【Abstract】This paper studies the cube criterion for detecting short-circuit current. Cube criterion of estimate fault is based on the current instantaneous value，a derivative of time，current on the relationship between the time of the second derivative.Then，according to the characteristics of the vulnerable to interference，using an improved process in order to improve its stability.

【Key words】short circuit testing；Cube criterion

0 引言

為了實現短路早期檢測有許多研究者提出了很多方法。文獻[1]利用鎖相環對系統短路故障進行識別，雖然該方法新穎，但尚未在實際工程中應用。所以基于鎖相環的故障識別還有不少的地方需要研究。文獻[2]基于線路電流波形曲率的快速識別，不過更有可能產生錯誤識別。

雖然故障電流的快速識別方法很多，但如何快速、準確、可靠地識別故障電流仍然是一個需要廣泛深入研究的問題[3-4]。現有的電流瞬時值、電流變化率等識別判據，主要針對的是故障發生后線路電流快速上升的特點，識別速度有限。本文研究了由最早的軌跡曲線法發展成的立方體判據[5]。

1 算法的工作原理

1.1 軌跡曲線法原理

軌跡曲線短路檢測分析的是電流的瞬時值和電流對時間的一次導數。其原理是一個如圖1的等效電路。其數學模型如下所示，其中是電壓的有效值，是電源的角頻率，是相位角，是功率因數。

2 基于立方體判據的短路快速檢測的步驟

本文方法的實現步驟為：

（1）對電流濾波后，對電流做求導和求二次導處理，借助判別條件（點（c，b，a））判定是否需要濾波。

（2）分別分配不同的系數給I，I′和I″。

（3）采用先入先出隊列法判定是否執行。

3 結論

在發生短路故障時，短路故障快速檢測方法可以幫助保護裝置盡快采取短路電流限制措施。在本文中，根據短路模型做理論分析，運用多面體法來檢測短路電流。此外，本文可以得到結論：相較于傳統檢測方法，本文中的方法有著檢測時間短和穩定性高的優點，并完成了相關數學模型和分析工作。

【參考文獻】

[1]Ohrstrom M，Lennart S.Fast protection of strong power systems with fault current limiters and PLL-aided fault detection[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2011，26（3）：1538-1544.

[2]楊尚瑾，武守遠，戴朝波.基于電流波形曲率的短路故障快速識別方法[J].電網技術，2013，37（2）：551-556.

[3]趙永熹，王華昕.基于限流器本體信號的短路故障快速識別方法[J].電網技術，2012，36（11）：247-251.

[4]楊尚瑾，武守遠，戴朝波，等.短路故障快速識別方法綜述[C]//第四屆電能質量及柔性輸電技術研討會，呼和浩特，2012：455-462.

[5]T.Mützel，F.Berger and M.Anheuser.New algorithm for electronic short-circuit detection[C]//52nd IEEE Holm Conference on Electrical Contacts，Montreal，Canada，2006：42-47.

[責任編輯：湯靜]