[发明专利]一种应用于高压断路器的选相控制方法及装置

权利要求书

1.一种应用于高压断路器的选相控制方法，其特征在于，包括

步骤1、在高压线路三相母线上分别安装罗氏线圈，罗氏线圈产生感应电流输入到和罗氏线圈相连的采集器上；

步骤2、采集器进行数字化编码后通过光通道发送给短路故障分相控制器，采用光通信可以有效的实现通信抗干扰；

步骤2、分相控制器对三相电流分别进行短路检测，如果检测到发生短路后，即启动过零点预测算法，并考虑到断路器的固有动作时间，在故障电流过零点时刻附近通过IO口输出12V动作信号。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高压断路器的选相控制方法，其特征在于，基于以下过零点预测数学模型：

故障发生前处于稳定运行状态，线路上电流为

i(t)＝I_pm0sin(ωt+α-φ₀) (1)

式中，I_pm0为故障发生前的电流幅值，φ₀为故障发生前的电压电流相位差；

发生故障后，根据基尔霍夫定律和拉氏变换可以求得短路故障电流为

i(t)＝I_pmsin(ωt+α-φ)+[I_pm0sin(α-φ₀)-I_pmsin(α-φ)]·e^-t/τ

(2)

式中，I_pm为故障发生后的电流周期分量幅值，φ为故障发生后的电压电流相位差，τ为故障回路的衰减时间常数；

过零点预测的关键是求解出式(2)中的参数，含电流周期分量幅值、故障回路的衰减时间常数；具体采用移动三点采样法进行过零点预测方法，具体包括：

步骤1、对于ABC三相电流，分别对单相采样数据进行如下检测：

在侦测到短路故障发生后的时刻t₁、t₂、t₃(为了保证电流差值有足够辨识度，采样值间隔Δt不可太小，t₂＝t₁+Δt、t₃＝t₂+Δt)对故障电流进行采样，其采样值为i₁、i₂、i₃，得到：

式中，θ＝ωt₁+α-φ，δ＝ω·Δt；ΔD表示直流衰减分量差值，具体表达式为：

直流衰减分量在Δt内的变化量相较于周期分量在Δt内的变化量可以忽略不计，所以有：

同理可得：

i₃-i₂＝I_pm[sin(θ+2δ)-sin(θ+δ)] (6)

利用式(5)、(6)可以得到：

由式(7)可以得到：

D₁＝i₁-I_pmsinθ (9)

式中，D₁为t₁时刻的衰减直流分量；

步骤2、根据式(8)得到θ，再由式(5)和式(9)可以得到周期分量幅值I_pm和t₁时刻的衰减直流分量D₁；

移动ΔT采样三个点t₄、t₅、t₆(t₄＝t₁+ΔT、t₅＝t₂+ΔT、t₆＝t₃+ΔT)，根据三个点采样电流值经过相同计算可以得到另一个周期分量幅值和t₄时刻的衰减直流分量D₄；

根据衰减直流分量D₁和D₄可以得到：

式中，τ为故障回路的衰减时间常数；

步骤3、不断移动ΔT采样得到三个采样电流值，然后计算周期分量幅值和衰减时间常数；根据得到的故障电流特征参数，代入式(2)，便可预测故障电流下一个过零点时间。