CN103730882B - 一种自适应分散式电源接入的电流保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种自适应分散式电源接入的电流保护系统及方法，该系统包括依次连接的故障启动单元、故障分量提取单元、故障类型识别单元、背侧阻抗实时计算单元以及在线整定与测量判断单元；其方法为：故障启动单元判断短路故障发生后，故障分量提取单元首先提取电流保护安装处电压及电流故障分量；故障类型识别单元利用电流故障分量判断故障类型及相别，背侧阻抗实时计算单元利用电压和电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗；在线整定与测量判断单元利用该背侧阻抗实时值在线自动整定电流保护的定值，并发出相应的动作信号；本发明能够自动适应分散式电源投入、退出及系统运行方式的变化，自动适应短路类型的变化，且无需人工设置保护定值。

Description

一种自适应分散式电源接入的电流保护系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统配电网电流保护领域，具体涉及一种自适应分散式电源接入的电流保护系统及方法。

背景技术

能源危机和环境污染问题迫使人们不断去探索新的可再生清洁能源，加强对风能、太阳能等新能源的开发已成为全人类的共识。目前，风力发电、光伏电池发电等多类型新能源发电技术得到了普遍应用。然而，新能源发电作为分布式电源接入配电网，改变了电网结构，在系统发生故障时，系统继电保护的动作行为将会受到影响。例如，风电场作为一种特殊的分布式电源接入到电力系统中会改变原来的系统结构及潮流分布，特别是由于风速的随机性和波动性，风电场输出的功率也是波动的，并且难以控制。在线路发生故障时，系统电源和风电电源可能同时向故障点提供故障电流。由于风电电源对故障电流的助增或分流作用，流过保护装置的故障电流可能增大或减小，它将改变传统电流保护的保护范围和灵敏度，导致保护的误动或者拒动。

目前，大多数的配电系统仍然以单电源辐射型结构为主。配电网中的电流保护可以配置为三段式过电流保护或者反时限过电流保护。三段式过电流保护一般配置为电流速断、限时电流速断和过电流保护。但是，电流保护动作的判据普遍没有考虑分布式电源投切、系统运行方式变化及短路类型变化的影响。传统速断电流保护的定值按照系统最大运行方式下线路末端发生三相短路的短路电流整定，整定值为常数，保护的动作范围和灵敏度受系统方式及短路类型变化影响较大，对于含分布式电源电网，故障期间分布式电源提供的短路电流更可能导致电流保护的不可靠动作。

自适应继电保护是在本世纪80年代提出的一个较新的研究课题。自适应电流保护可以定义为根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护，它的基本思想是使保护尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。由于新能源分散式接入的影响，配电线路传统电流保护动作性能将面临挑战，研究新能源分散式接入对配电网传统保护的影响以及开发适用于含分布式电源配电网新原理保护有着重要意义。目前，大多数自适应电流保护装置保护算法中的采样数据仍为故障发生后一个工频周期的滤波数据，无法实现保护定值的实时在线整定。同时，自适应电流保护II段定值大多利用了上级线路保护的整定值，导致保护间配置与配合出现矛盾。

发明内容

为解决上述现有电流保护技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自适应分散式电源接入的电流保护系统及方法，有效防止保护的误动或拒动，增强继电保护的可靠性与灵敏性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自适应分散式电源接入的电流保护系统，包括依次连接的故障启动单元、故障分量提取单元、故障类型识别单元、背侧阻抗实时计算单元以及在线整定与测量判断单元；所述故障启动单元采用三相电流突变量启动算法判断是否发生故障；所述故障分量提取单元提取电流保护安装处电压及电流的故障分量；所述故障类型识别单元利用电流故障分量判断短路类型及相别，用于后续计算；所述背侧阻抗实时计算单元利用电压及电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗；所述在线整定与测量判断单元利用计算的背侧阻抗在线计算速断电流保护整定值并判断保护是否动作。

上述所述的电流保护系统的保护方法，包括如下步骤：

步骤一：故障启动单元利用三相电流突变量启动算法判断故障是否发生，记故障初始时刻为t₀；

三相电流突变量启动算法如下：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数；为相电流瞬时值，为相电流突变量，由式(2)可得；为浮动门槛，由式(3)可得；m₁、m₂为可靠系数，取m₁=1.25，m₂=0.06，I_n表示额定电流幅值5A；为A、B、C三种相别；

对于每相电流信号，当累计或连续3个电流突变量采样值超过预设门槛值即式(1)成立时，则判断发生相间短路，保护启动并确定故障时刻t₀；

步骤二：故障分量提取单元提取故障发生后电压、电流的故障分量，具体实现方法如下：

从相间短路故障初始时刻t₀开始，采集一个工频周期的故障电流与故障电压，然后按式(4)、式(5)计算各相电压、电流的故障分量的瞬时值：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数，为采样时刻相电压瞬时值，为故障前相电压瞬时值，为电压故障分量的瞬时值，为采样时刻相电流瞬时值，为故障前相电流瞬时值，为电流故障分量的瞬时值，为A、B、C三种相别；

对电压、电流故障分量的瞬时值进行全周傅氏滤波，得到电压故障分量及电流故障分量

步骤三：故障类型识别单元利用电流故障分量判断短路类型及相别，具体算法如下：

BC两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|$

$\left(14\right)$

AB两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|---\left(15\right)$

CA两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|$

$\left(16\right)$

为相电流故障分量幅值，k为采样时刻，系数K₁取0.5；式(14)～(16)中，任一式的条件满足时即为两相短路，并判断出故障相别；式(14)～(16)均不满足时判定为三相短路；

步骤四：背侧阻抗实时计算单元利用电压及电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗，具体算法如下：

(A)求取电压、电流故障分量的正序分量

按式(17)、式(18)分别求取电压、电流故障分量的正序分量：

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_C[k\left]\right)---\left(17\right)$

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right)---\left(18\right)$

式中，k为采样时刻，为电压故障分量的正序分量，为电流故障分量的正序分量；利用对称分量法，A相作为基准相，取

(B)利用电压及电流故障分量的正序分量逐点实时计算背侧阻抗：

$Z_{s1}\left[k\right]=-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]}{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]}---\left(19\right)$

式中，Z_s1[k]为正序背侧阻抗，k为采样时刻;

步骤五：在线整定与测量判断单元利用背侧阻抗实时值在线计算速断电流保护定值并进行保护动作判断，具体算法如下：

(A)按照式(20)在线计算保护背侧等效相电动势：

式中，k为采样时刻，为等效相电动势，分别为电流保护安装处实时电压与电流；

(B)按照式(21)在线计算速断电流保护整定值：

$I_{\mathrm{set}}^I\left[k\right]=\left|\frac{K_k^I{K}_d{\stackrel{\&CenterDot;}{E}}_s\left[k\right]}{Z_{s1}\left[k\right]+Z_l}\right|---\left(21\right)$

式中，k为采样时刻，为电流保护实时定值；为可靠系数，取1.2～1.3，Z_l为被保护线路阻抗；K_d为故障类型系数，两相短路时取三相短路时取1；系统等效相电动势保护背侧阻抗Z_s1[k]分别由式(19)、(20)求得；

(C)将电流保护安装处实时短路电流幅值与实时速断电流保护整定值逐点比较，

$I_d\left[k\right]\&GreaterEqual;I_{\mathrm{set}}^I\left[k\right]---\left(22\right)$

若式(22)成立，则判定被保护线路发生相间短路故障，速断电流保护发出动作信号；若式(22)不成立，则速断电流保护不发出动作信号。

和现有技术相比，本发明具备以下优点：

1）电流保护的保护范围自动适应分散式电源接入与系统方式变化，不受系统方式变化影响。

自适应电流保护整定公式的Z_s1[k]为保护安装处的背侧阻抗，根据保护处的电压及电流故障分量的正序分量实时计算，整定值不是常数，可以实时反应系统方式、分散式电源投入和退出及接入容量等影响，使保护范围近似不变。

2）电流保护的保护范围自动适应相间短路方向及类型，不受短路类型变化影响。

利用故障分量计算保护背侧阻抗时，可以根据阻抗值的正负来判断短路方向，不存在死区；引入故障类型系数，当改变短路类型时，电流保护的保护范围不变，两相短路时的灵敏度与三相短路近似相同。

3）逐点实时计算电流保护整定值，无需人工设置保护定值。

保护通过滑动数据窗逐点提取电压、电流的故障分量，利用全周傅氏算法对故障分量进行滤波，利用对称分量原理提取电压、电流的正序分量计算背侧阻抗与保护定值，实现了数据的实时提取和保护的在线整定。

附图说明

图1为本发明保护系统框图。

图2为配电网自适应电流保护装置接线示意图。

图3为含分散式风电的配电网中自适应电流保护与传统电流保护性能对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明为一种自适应分散式电源接入的电流保护系统，包括依次连接的故障启动单元、故障分量提取单元、故障类型识别单元、背侧阻抗实时计算单元以及在线整定与测量判断单元；所述故障启动单元采用三相电流突变量启动算法判断是否发生故障；所述故障分量提取单元提取电流保护安装处电压及电流的故障分量；所述故障类型识别单元利用电流故障分量判断短路类型及相别，用于后续计算；所述背侧阻抗实时计算单元利用电压及电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗；所述在线整定与测量判断单元利用计算的背侧阻抗速断电流保护整定值并判断保护是否动作。

下面以在PSCAD/EMTDC软件平台上建立的10.5kV包含分散式双馈式风机接入的配电网继电保护仿真为例说明本发明的具体实施步骤。

配电网详细模型如图2所示，风电由B母线接入，采用双馈式风机：额定电压U_n=0.69kV，额定转速w_n=314.16rad/s，定-转子变比n=0.38，惯性时间常数（集中参数）T_J=5s，定子电阻R_s=0.0108p.u.，转子电阻R_r=0.0121p.u.，激磁电感L_m=3.362p.u.，定子漏感L_s=0.102p.u.，转子漏感L_r=0.11p.u.；线路参数：线路阻抗Z₁=0.169+0.394Ω/km，每段线路长度5km；负荷参数：Z_load=(20+j5)Ω；系统阻抗：系统最大运行方式下阻抗Z_s.min=j0.91Ω,最小运行方式下阻抗Z_s.max=j1.16Ω。

在图2所示配电网中，对保护装置R1、R2、R3实施自适应分散式电源接入的电流保护方法，包括如下步骤：

步骤一：故障启动判断

利用三相电流突变量判断是否发生故障，记故障初始时刻为t₀：

三相电流突变量启动算法如下：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数；为相电流瞬时值，为相电流突变量，由式(2)可得；为浮动门槛，由式(3)可得；m₁、m₂为可靠系数，取m₁=1.25，m₂=0.06，I_n表示额定电流幅值5A；为A、B、C三种相别；

对于每相电流信号，当累计或连续3个电流突变量采样值超过预设门槛值即式(1)成立时，则判断发生相间短路，保护启动并确定故障时刻t0；

步骤二：故障分量提取

从相间短路故障初始时刻t₀开始，采集一个工频周期（20ms）的故障电流与故障电压，然后按式(4)、(5)计算各相电压、电流的故障分量的瞬时值：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数，为采样时刻相电压瞬时值，为故障前相电压瞬时值，为电压故障分量的瞬时值，为采样时刻相电流瞬时值，为故障前相电流瞬时值，为电流故障分量的瞬时值，为A、B、C三种相别。

对电压、电流故障分量进行全周傅氏滤波，按照如下步骤：

(A)由(6)、(7)计算得到基频相电压故障分量的正弦分量幅值和余弦分量幅值：

式中，为相电压故障分量的实部，为相电压故障分量的虚部；

同理，由(8)、(9)计算得到基频相电流故障分量的正弦分量幅值和余弦分量幅值：

式中，为相电流故障分量的实部，为相电流故障分量的虚部；

(B)电压故障分量和电流故障分量的复数形式如(10)、(11)所示：

式中，为相电压故障分量，为相电流故障分量；

(C)最后，求得电压故障分量与电流故障分量的幅值如(12)、(13)所示：

式中，为相电压故障分量的幅值，为相电流故障分量的幅值。

步骤三：故障类型识别

利用电流故障分量判断短路类型及相别，具体算法如下：

BC两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|$

$\left(14\right)$

AB两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|$

$\left(15\right)$

CA两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|$

$\left(16\right)$

为相电流故障分量幅值，k为采样时刻，系数K₁取0.5；式(14)～(16)中，任一式的条件满足时即为两相短路，并判断出故障相别；式(14)～(16)均不满足时判定为三相短路。

步骤四：实时计算背侧阻抗

(A)求取电压、电流故障分量的正序分量

按式(17)、式(18)分别求取电压、电流故障分量的正序分量：

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_C[k\left]\right)---\left(17\right)$

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right)---\left(18\right)$

式中，k为采样时刻，为电压故障分量的正序分量，为电流故障分量的正序分量；利用对称分量法，A相作为基准相，取

(B)利用电压及电流故障分量的正序分量逐点实时计算背侧阻抗：

$Z_{s1}\left[k\right]=-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]}{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]}---\left(19\right)$

式中，Z_s1[k]为正序背侧阻抗，k为采样时刻。

步骤五：在线整定与测量判断

利用背侧阻抗实时值在线计算电流保护定值并进行保护动作判断。具体算法如下：

(A)按照式(20)在线计算保护背侧等效相电动势：

式中，k为采样时刻，为等效相电动势，分别为保护处实时电压与电流。

(B)按照式(21)在线计算速断电流保护整定值：

$I_{\mathrm{set}.R2}^I\left[k\right]=\left|\frac{K_k^I{K}_d{\stackrel{\&CenterDot;}{E}}_s\left[k\right]}{Z_{s1}\left[k\right]+Z_l}\right|---\left(21\right)$

式中，k为采样时刻，为电流保护的实时定值；为可靠系数，取1.2～1.3，Z_l为图2中对应被保护线路的阻抗；K_d为故障类型系数，两相短路时取三相短路时取1；系统等效相电动势保护背侧阻抗Z_s1[k]分别由式(19)、(20)求得。

(C)将电流保护安装处实时短路电流幅值与实时速断电流保护整定值逐点比较，

$I_d\left[k\right]\&GreaterEqual;I_{\mathrm{set}}^I\left[k\right]---\left(22\right)$

若式(22)成立，则判定被保护线路发生相间短路故障，速断电流保护发出动作信号；若(22)不成立，则速断电流保护不发出动作信号。

测试结果：

（1）自动适应系统方式及分散式电源的改变

在图2所示配电网中，4.8MW双馈式风力发电机组由Ｂ母线接入或退出，当系统运行方式、短路类型及风力发电运行状态变化时，通过仿真得到自适应速断电流保护的动作范围变化如下表1所示：

表1

通过表1可知，自适应电流速断的保护范围不受短路类型变化影响，且受系统方式及分散式电源接入的影响很小，保护范围变化不会超过被保护线路长的2%。

（2）保护定值在线自动整定

在图2所示配电网中，4.8MW风力发电机组由B母线接入，B母线的最大短路容量为36.7MVA，此时风电接入点短路容量比为27.25%。如图3所示，流过保护装置R2的故障电流、传统电流保护整定值、自适应电流保护整定值曲线可知，本发明基于实时逐点计算整定值的自适应电流保护系统及方法能够有效避免分散式电源接入带来的保护不正确动作，且整定值实时自动整定，免去工作人员计算定值的困难。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (1)

1.一种自适应分散式电源接入的电流保护系统的保护方法，所述电流保护系统包括依次连接的故障启动单元、故障分量提取单元、故障类型识别单元、背侧阻抗实时计算单元以及在线整定与测量判断单元；所述故障启动单元采用三相电流突变量启动算法判断是否发生故障；所述故障分量提取单元提取电流保护安装处电压及电流的故障分量；所述故障类型识别单元利用电流故障分量判断短路类型及相别，用于后续计算；所述背侧阻抗实时计算单元利用电压及电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗；所述在线整定与测量判断单元利用计算的背侧阻抗在线计算速断电流保护整定值并判断保护是否动作；其特征在于：保护方法包括如下步骤：

步骤一：故障启动单元利用三相电流突变量启动算法判断故障是否发生，记故障初始时刻为t₀；

三相电流突变量启动算法如下：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数；为相电流瞬时值，为相电流突变量，由式(2)可得；为浮动门槛，由式(3)可得；m₁、m₂为可靠系数，取m₁＝1.25，m₂＝0.06，I_n表示额定电流幅值5A；为A、B、C三种相别；

对于每相电流信号，当累计或连续3个电流突变量采样值超过预设门槛值即式(1)成立时，则判断发生相间短路，保护启动并确定故障时刻t₀；

步骤二：故障分量提取单元提取故障发生后电压、电流的故障分量，具体实现方法如下：

从相间短路故障初始时刻t₀开始，采集一个工频周期的故障电流与故障电压，然后按式(4)、式(5)计算各相电压、电流的故障分量的瞬时值：

式中，k为采样时刻，N为每个工频周期的采样点数，为采样时刻相电压瞬时值，为故障前相电压瞬时值，为电压故障分量的瞬时值，为采样时刻相电流瞬时值，为故障前相电流瞬时值，为电流故障分量的瞬时值，为A、B、C三种相别；

对电压、电流故障分量的瞬时值进行全周傅氏滤波，得到电压故障分量及电流故障分量

步骤三：故障类型识别单元利用电流故障分量判断短路类型及相别，具体算法如下：

BC两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|---\left(14\right)$

AB两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C\right[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|---\left(15\right)$

CA两相短路： $\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right|<K_1\left|\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k\left]\right|---\left(16\right)$

为相电流故障分量幅值，k为采样时刻，系数K₁取0.5；式(14)～(16)中，任一式的条件满足时即为两相短路，并判断出故障相别；式(14)～(16)均不满足时判定为三相短路；

步骤四：背侧阻抗实时计算单元利用电压及电流故障分量的正序分量实时逐点计算电流保护的背侧阻抗，具体算法如下：

(A)求取电压、电流故障分量的正序分量

按式(17)、式(18)分别求取电压、电流故障分量的正序分量：

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_C[k\left]\right)---\left(17\right)$

$\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]=\frac{1}{3}\left(\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_A\right[k]+a\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_B[k]+a^2\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_C[k\left]\right)---\left(18\right)$

式中，k为采样时刻，为电压故障分量的正序分量，为电流故障分量的正序分量；利用对称分量法，A相作为基准相，取

(B)利用电压及电流故障分量的正序分量逐点实时计算背侧阻抗：

$Z_{s1}\left[k\right]=-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_1\left[k\right]}{\mathrm{\&Delta;}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_1\left[k\right]}---\left(19\right)$

式中，Z_s1[k]为正序背侧阻抗，k为采样时刻；

步骤五：在线整定与测量判断单元利用背侧阻抗实时值在线计算速断电流保护整定值并进行保护动作判断，具体算法如下：

(A)按照式(20)在线计算保护背侧等效相电动势：

式中，k为采样时刻，为等效相电动势，分别为电流保护安装处实时电压与电流；

(B)按照式(21)在线计算速断电流保护整定值：

$I_{\mathrm{set}}^I\left[k\right]=\left|\frac{K_k^I{K}_d{\stackrel{\&CenterDot;}{E}}_s\left[k\right]}{Z_{s1}\left[k\right]+Z_l}\right|---\left(21\right)$

式中，k为采样时刻，为电流保护实时整定值；为可靠系数，取1.2～1.3，Z_l为被保护线路阻抗；K_d为故障类型系数，两相短路时取三相短路时取1；保护背侧等效相电动势保护背侧阻抗Z_s1[k]分别由式(19)、(20)求得；

(C)将电流保护安装处实时短路电流幅值与实时速断电流保护整定值逐点比较，

$I_d\left[k\right]\&GreaterEqual;I_{\mathrm{set}}^I\left[k\right]---\left(22\right)$

若式(22)成立，则判定被保护线路发生相间短路故障，速断电流保护发出动作信号；若式(22)不成立，则速断电流保护不发出动作信号。