[发明专利]一种配电网故障电流限制器的保护算法

权利要求书

1.一种配电网故障电流限制器的保护算法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、建立一个配电网输电线路模型，依据配电网输电线路模型，建立MATLAB仿真模型；实时采集配电网输电线路上的电流信号；

步骤二、通过采集到的电流信号类型选取相应的保护算法，对采样数据进行处理，计算出测量值；

步骤三、将测量值I_m与整定值I进行对比，若I_m＞＞I时，即为发生短路故障时，启动电流限制器限制短路电流。

2.根据权利要求1所述的一种配电网故障电流限制器的保护算法，其特征在于，在步骤一中，根据实时采集到的电流信号绘制A、B、C相电流瞬时值的波形图。

3.根据权利要求2所述的一种配电网故障电流限制器的保护算法，其特征在于，在步骤二中，根据电流瞬时值的波形任意两相的交点和过零点的个数选取相应的保护算法：若交点与过零点有重合，即每个周波有六个分段点，采用六分段保护算法对采样数据进行处理，计算出测量值；若交点与过零点不重合，即每个周波有十二个分段点，采用十二分段保护算法对采样数据进行处理，计算出测量值。

4.根据权利要求3所述的一种配电网故障电流限制器的保护算法，其特征在于，所述六分段保护算法的具体过程为：

六个交点将每个周波分成六段，运算时间为六分之一个周期，选取120kHz的采样频率采集点，从短路时刻开始，其基波电流幅值所对应的点变化幅度和基波电流实际值相同，进而去除衰减直流分量的影响；

根据三相短路公式：

式中：分别为A、B、C相电流瞬时值；Im为基波电流幅值，其中，I_mA、I_mB、I_mC分别为A、B、C相的基波电流幅值；ω为基波角频率，t为时间，α为初始相位角；τ为衰减时间常数；

在第一周期第一个任意两相的交点，即为A相电流与C相电流相等时，即：

整理得：

cos(ωt+α-30⁰)-cos(α-30⁰)e^-t/τ＝0 (3)

在0-T/6时间段内将t/τ视为0，则e^-t/τ为1，整理得出：

其中f为50Hz，初始相位角α只和时间t有关，时间t分为六段取t＝3.33ms时，解出初始相位角α为0度，将初始相位角α、t带入式中分别算出公式(1)求得三个公式中的基波电流幅值，并求取平均值，即：

基波电流幅值平均值为：

将所求得的基波电流幅值平均值I_m与整定值I比较。

5.根据权利要求3所述的一种配电网故障电流限制器的保护算法，其特征在于，所述十二分段保护算法的具体过程为：

十二个分段点将每个周波分成十二段，运算周期为十二分之一个周期

根据三相短路公式：

式中：分别为A、B、C相电流瞬时值；Im为基波电流幅值，其中，I_mA、I_mB、I_mC分别为A、B、C相的基波电流幅值；ω为基波角频率，t为时间，α为初始相位角；τ为衰减时间常数；

在第一周期第一个任意两相的交点，即为A相电流与C相电流相等时，即：

整理得：

cos(ωt+α-30⁰)-cos(α-30⁰)e^-t/τ＝0 (3)

在此时间段内将t/τ视为0，则e^-t/τ为1，整理得出：

其中f为50Hz，初始相位角只和时间t有关；时间t分为十二段，取t＝1.67ms时，解出初始相位角α为15度，将初始相位角α、t带入式中分别算出三个公式中的基波电流幅值，并求取平均值，即

基波电流幅值平均值为：

将所求得的基波电流幅值平均值I_m与整定值I比较。