专利名称：一种短路检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种短路检测方法和装置。
背景技术：
在配电网络中，通常利用断路器对电路进行短路保护。也就是，在检测到发生短路时，使得断路器断开供电线路。然而，短路时出现的较大的短路电流(通常在几十到几百KA)会使断路器受损，如使断路器的机械触头等受损。因此，总是希望在短路电流达到峰值之前，及早检测到短路的发生，以便在短路电流的大小尚不足以损坏断路器时及时使断路器跳闸，从而保护断路器并延长断路器的使用寿命。另外,对于具有ZSI (Zone-Selection Interlocking)功能的断路器,及早地检测到短路的发生更为重要。在使用了具有ZSI功能的断路器的电路中，断路器对应不同级别的保护区域，在下级保护区域内发生故障时，对应该下级保护区域的断路器迅速跳闸，同时·闭锁上级保护区域，以实现级间选择性的配合。但是，如果不能及早检测到短路的发生，则无法实现提前限流，很可能出现对两个不同级别保护区域同时进行保护的情况，影响ZSI功能的实现。
发明内容
本发明实施例提供了一种短路检测方法和装置，能够在短路电流达到峰值之前，及时地检测到短路的发生。本发明实施例提供如下技术方案。本发明实施例提供的短路检测方法包括采样一电路的n个瞬时电流值，n为大于或等于3的整数；获取与所述n个瞬时电流值的采样时刻相对应的n个电流积分值；利用所述n个瞬时电流值和所述n个电流积分值，基于所述电路的欧姆定律等式，确定所述电路的电流峰值的估计值；当所述电流峰值的估计值大于预定阈值时，确定为发生短路。在这种检测方法中，由于利用了电流的积分值来估计电流峰值，因而在一定程度上弱化了电流波动可能对电流峰值估计造成的影响。由此，采用这种检测方法可以及时并且较为准去地估计出电流峰值的大小。在本发明的一种实施方式中，确定电流峰值的估计值的步骤进一步包括通过对所述电路的欧姆定律等式两边同时积分得到的第一计算公式，通过分别将所述n个瞬时电流值和所述n个电流积分值代入所述第一计算公式，计算出所述电流峰值的估计值。在本发明的一种实施方式中，第一计算公式具有如下形式[R(t) ] = [- Y , P, Q] [A(t), B(t), C(t)]T,其中，R(t)为采样时间t内所述电流积分值的变化量的函数；A(t)为采样时间t内瞬时电流值的变化量的函数；B(t)和C(t)分别为采样时间t以及电源的频率的函数P，Q，y分别为包含待确定的所述电流峰值的函数组合。
在这一实施例中，将第一计算公式中的已知量的组合和未知量的组合加以区分。由此，在计算过程中只要根据已知量的组合的值获得未知量的组合的值即可，再根据未知量的组合的大小计算出待确定的未知量，即电流峰值。这种方法简化了计算过程，加快了计算速度。在本发明的一种实施方式中，在第一计算公式中，R(t) = I(t)-I(0),其中I (t) = / i(t)dt, i (t)为采样时间t时刻的瞬时电流值；
权利要求
1.一种短路检测方法，包括 采样(21) —电路的η个瞬时电流值，η为大于或等于3的整数； 获取(22)与所述η个瞬时电流值的采样时刻相对应的η个电流积分值； 利用所述η个瞬时电流值和所述η个电流积分值，基于针对所述电路的欧姆定律等式，确定(23)所述电路的电流峰值的估计值； 当所述电流峰值的估计值大于预定阈值时，确定(24)为发生短路。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述确定电流峰值的估计值的步骤进一步包括 通过对所述电路的欧姆定律等式两边同时积分得到第一计算公式， 通过分别将所述η个瞬时电流值和所述η个电流积分值代入所述第一计算公式，计算出所述电流峰值的估计值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一计算公式具有如下形式[R ⑴]=[-Y , P, Q] · [A(t), B(t), C(t)]T, 其中，R(t)为采样时间t内所述电流积分值的变化量的函数； A(t)为采样时间t内瞬时电流值的变化量的函数； B(t)和C(t)分别为采样时间t以及电源的频率的函数 P，Q，Y分别为包含待确定的所述电流峰值的函数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一计算公式中， R(t) = I (t)-I (O),其中I (t) = ∫ i (t)dt, i (t)为采样时间t时刻的瞬时电流值；
5.根据权利要求4所述的方法，其中，r= tgcp，炉为功率因数角，且所述方法还包括根据所述η个采样到的瞬时电流值和相应的电流积分值，确定所述电路的功率因数角。
6.根据权利要求I所述的方法，其中，当η大于3时，确定电流峰值的估计值还包括利用最小二乘回归估计法，确定所述电流峰值的估计值。
7.一种短路检测装置，包括 电流采样模块(41)，用于采样一电路的η个瞬时电流值，其中η为大于或等于3的整数；电流积分模块(42)，用于获取与所述η个瞬时电流值的采样时刻相对应的η个电流积分值；电流峰值估计模块(43)，用于利用所述η个瞬时电流值和所述η个电流积分值，基于所述电路的欧姆定律等式，确定所述电路的电流峰值的估计值； 短路确定模块(44)，用于当所述电流峰值的估计值大于预定阈值时，确定为发生短路。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述电流峰值估计模块用于通过分别将所述η个瞬时电流值和所述η个电流积分值代入第一计算公式，计算出所述电流峰值的估计值，其中所述第一计算公式是通过对所述电路的欧姆定律等式两边同时积分得到的。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一计算公式具有如下形式[R ⑴]=[-Y , P, Q] · [A(t), B(t), C(t)]T, 其中，R(t)为采样时间t内所述电流积分值的变化量的函数； A(t)为采样时间t内瞬时电流值的变化量的函数；B(t)和C(t)分别为采样时间t以及电源的频率的函数 P，Q，Y分别为包含待确定的所述电流峰值的函数。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一计算公式中， R(t) = I (t)-I (O),其中I (t) = / i (t)dt, i (t)为采样时间t时刻的瞬时电流值；
11.根据权利要求10所述的装置，其中，r= tgcp，炉为功率因数角，所述装置还包括 功率因数计算模块(45)，用于根据所述η个采样到的瞬时电流值和相应的电流积分值，确定所述电路的功率因数角。
12.根据权利要求7所述的装置，其中，所述电流峰值估计模块还包括 最小二乘子模块(46)，用于利用最小二乘回归估计法，确定所述电流峰值的估计值。
13.—种机器可读的存储介质,其特征在于,存储用于使一机器执行根据权利要求1-6中任一所述的方法的指令。
14.一种计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序运行于一机器中时使所述一机器执行根据权利要求1-6中任一所述的方法。
全文摘要
本发明公开了一种短路检测方法和装置。在短路检测方法中，采样一电路的n个瞬时电流值，其中n为大于或等于3的整数；获取与所述n个瞬时电流值采样时刻相对应的n个电流积分值；利用所述n个瞬时电流值和所述n个电流积分值，基于所述电路的欧姆定律等式，确定所述电路的电流峰值的估计值；当所述电流峰值的估计值大于预定阈值时，确定为发生短路。本发明实施例还提供了一种短路检测装置。根据本发明实施例提供的短路检测方法和装置，能够在短路电流达到峰值之前，及时地检测到短路的发生。
文档编号G01R31/02GK102798753SQ20111014139
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者杜峰, 陈维刚, 闵应宗, 卓越 申请人:西门子公司