[发明专利]一种辐射状低压交流配电网短路保护方法

权利要求书

1.一种辐射状低压交流配电网短路保护方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)短路故障检测，判断短路故障是否发生及故障类型；

2)逆变器控制策略切换，根据不同类型的短路故障切换相应的控制策略；

3)短路电流特征信号检测，判断流经短路电流的设备；

4)保护整定策略实施，根据生成的保护方案对相应的断路器执行开断操作、切除故障。

2.根据权利要求1所述辐射状低压交流配电网短路保护方法，其特征在于：所述步骤1)中具体过程为：

1.1)检测流经第m个断路器的三相电流i_am、i_bm、i_cm，计算三相电流幅值的绝对值|i_am|、|i_bm|、|i_cm|和变化率的绝对值|di_am/dt|、|di_bm/dt|、|di_cm/dt|；

1.2)对比三相电流幅值的绝对值和变化率的绝对值是否超过设定阈值；

若：

则判断为ABC三相短路故障；

若：

则判断为AB两相短路故障；

若：

则判断为BC两相短路故障；

若：

则判断为AC两相短路故障；

其中，a、b、c为三相；I_set为电流幅值设定阈值；di/dt_set为电流变化率阈值；

若四个条件均不满足，则判断为短路故障未发生。

3.根据权利要求1所述辐射状低压交流配电网短路保护方法，其特征在于：所述步骤2)中具体过程为：

2.1)对于ABC三相短路故障：短路故障发生后，将逆变器电压电流双闭环控制中的d轴电流给定值i_d1Pref设为M，q轴电流给定值i_q1Pref设为0，另外，增加三倍频特征电流注入，设定三倍频电流控制环，其中三倍频d轴电流给定值i_d3Pref设为P，q轴电流给定值i_q3Pref设为0，使得逆变器在短路故障发生后输出M倍基频正序电流和P倍三倍频特征电流的合成电流；

其中，1.5≤M≤3，P0；

2.2)对于两相短路故障：短路故障发生后，短路故障发生后，将逆变器故障相输出M倍基频正序电流和P倍三倍频电流的合成电流，非故障相输出电流为0，1.5≤M≤3，P0；

对于两相短路故障：

AB两相短路时：

令AB两相输出M倍基频正序电流和P倍三倍频特征电流的合成电流，C相输出电流为0：

其中，I_N为基频电流幅值；I_Ma、I_Mb、I_Mc为电动机馈电流；θ为初始相位角；

将AB两相短路时逆变器输出的三相电流i_a、i_b、i_c代入基频正负序坐标变换公式T₁：

其中，I_d1P为电流d轴正序分量；I_q1P为电流q轴正序分量；I_d1N为电流d轴负序分量；I_q1N为电流q轴负序分量；θ＝ω(t-t₀)＝2πf(t-t₀)，f为频率，t₀为短路故障发生时刻；

将计算结果I_d1P、I_q1P、I_d1N、I_q1N分别对应于双闭环控制器的基频d、q轴电流给定值：即I_d1P作为基频正序电流d轴给定值i_{d1P_ref}，I_q1P作为基频负序电流q轴给定值i_{q1P_ref}，I_d1N作为基频负序电流d轴给定值i_{d1N_ref}，I_q1N作为基频负序电流q轴给定值；

将AB两相短路时逆变器输出的三相电流i_a、i_b、i_c代入三倍频正负序坐标变换公式T₂：

将计算结果I_d3P、I_q3P、I_d3N、I_q3N分别对应于双闭环控制器的三倍频d、q轴电流给定值：即I_d3P作为三倍频正序电流d轴给定值i_{d3P_ref}，I_q3P作为三倍频正序电流q轴给定值i_{q3P_ref}，I_d3N作为三倍频负序电流d轴给定值，I_q3N作为三倍频负序电流q轴给定值；

BC相或CA相发生两相短路故障时，按照AB两相短路故障逆变器双闭环控制器给定值计算规则计算具体数值，作为逆变器控制策略切换的依据。