立方体判据控制方法短路检测研究

张宋鑫

【摘 要】本文研究了立方体判据实现短路电流检测。立方体判据预估故障是基于电流的瞬时值、电流对时间的一次导数、电流对时间的二次导数的关系。然后，针对其易受干扰的特性，采用了一种改进的流程以提高它的稳定性。

【关键词】短路检测；立方体判据

【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

为了实现短路早期检测有许多研究者提出了很多方法。文献[1]利用锁相环对系统短路故障进行识别，虽然该方法新颖，但尚未在实际工程中应用。所以基于锁相环的故障识别还有不少的地方需要研究。文献[2]基于线路电流波形曲率的快速识别，不过更有可能产生错误识别。

虽然故障电流的快速识别方法很多，但如何快速、准确、可靠地识别故障电流仍然是一个需要广泛深入研究的问题[3-4]。现有的电流瞬时值、电流变化率等识别判据，主要针对的是故障发生后线路电流快速上升的特点，识别速度有限。本文研究了由最早的轨迹曲线法发展成的立方体判据[5]。

1 算法的工作原理

1.1 轨迹曲线法原理

轨迹曲线短路检测分析的是电流的瞬时值和电流对时间的一次导数。其原理是一个如图1的等效电路。其数学模型如下所示，其中是电压的有效值，是电源的角频率，是相位角，是功率因数。

2 基于立方体判据的短路快速检测的步骤

本文方法的实现步骤为：

（1）对电流滤波后，对电流做求导和求二次导处理，借助判别条件（点（c，b，a））判定是否需要滤波。

（2）分别分配不同的系数给I，I′和I″。

（3）采用先入先出队列法判定是否执行。

3 结论

在发生短路故障时，短路故障快速检测方法可以帮助保护装置尽快采取短路电流限制措施。在本文中，根据短路模型做理论分析，运用多面体法来检测短路电流。此外，本文可以得到结论：相较于传统检测方法，本文中的方法有着检测时间短和稳定性高的优点，并完成了相关数学模型和分析工作。

【参考文献】

[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]杨尚瑾，武守远，戴朝波.基于电流波形曲率的短路故障快速识别方法[J].电网技术，2013，37（2）：551-556.

[3]赵永熹，王华昕.基于限流器本体信号的短路故障快速识别方法[J].电网技术，2012，36（11）：247-251.

[4]杨尚瑾，武守远，戴朝波，等.短路故障快速识别方法综述[C]//第四届电能质量及柔性输电技术研讨会，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.

[责任编辑：汤静]