CN105116759B - 一种交流固态功率控制器的混合信号状态机仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于电力系统建模和数字仿真的交流固态功率控制器的仿真模型。该交流固态功率控制器仿真模型不基于实际电路和元器件的仿真模型，采用混合信号状态机模型实现阻抗转换部分，定义了一系列状态和状态转换函数以及各状态下描述交流固态功率控制器输出电压、电流特性的状态方程，不但准确模拟了交流固态功率控制器在正常开通、正常关断、过载关断、短路故障两种关断模式等各个过程中的阻抗和电流的变化规律，而且能够保证较快的仿真速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于航空航天器、车辆和舰船的电力系统建模和仿真的交流固态功率控制器的仿真模型，属于电工技术领域。
背景技术
固态功率控制器(Solid State Power Controller,简称SSPC)是以半导体功率管为核心、集继电器的开关转换功能和断路器的保护功能于一体的固态配电装置。SSPC具有无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高、便于计算机远程控制等优点。
交流SSPC主要应用于飞机和舰船交流配电系统，它能够实现交流功率电路的接通或断开，而且具有限制负载起动冲击电流、系统浪涌冲击电流和故障电流的能力；在电路发生过流故障时，交流SSPC按照I2T反时限曲线跳闸，保证线路和负载不过热；在线路或者负载发生短路故障时，SSPC首先限制短路故障电流在允许范围内，然后在关断SSPC将故障隔离。
为了提高负载兼容性和适应性，一般交流SSPC都具备“电压过零点开通”和“电流过零点关断”的功能：
(1)“电压过零点开通”：在交流SSPC功率输入端电压为零时，使SSPC从关断态进入导通状态，降低起动冲击性负载(例如容性负载、整流桥负载)过程中的起动冲击电流。
(2)“电流过零点关断”：在交流SSPC电流为零(或者近似为零)时，使SSPC从导通状态进入关断态，抑制整个回路电感(含线路电感或者负载电感)在交流SSPC功率输入端和输出端的电压应力，防止内部功率器件过电压击穿。交流SSPC在带正常负载关断和过载关断时，一般采取“电流过零点关断”的方式。
当电路中出现短路故障时，交流SSPC首先进入限流状态，限制故障电流在可接受的范围内；如果在设定时间内故障电流继续存在则判定发生短路故障。当交流SSPC判定短路故障后，SSPC关断的方式有两种：
方式一：等待故障电流的过零点处关断。
方式二：在几十到几百微秒内缓慢地将故障电流拉断至零。
方式一的优点是SSPC关断时电压应力低，但由于需要等待电流过零点，所以缺点是故障限流时间相对较长、SSPC功耗较大，一般用于大功率交流SSPC。而方式二的缺点是关断时电压应力较高，但由于故障限流时间相对方式一较短，所以功耗比较小，适用于小功率的交流SSPC。
为了分析交流SSPC对系统性能的影响，例如评估电力系统中出现过流、短路故障时，交流SSPC如何进行故障保护和隔离、系统母线电能质量波动状况，需要将交流SSPC的仿真模型放在整个电力系统模型中进行仿真测试、分析和验证。
系统级仿真的难点在于：
(1)系统级仿真并不关心每一个部件的详细设计和内部电路，但非常注重系统中每一个部件的模型是否能够准确地模拟该部件的外特性。
(2)由于系统级仿真通常仿真规模庞大，涉及到发电、电能变换、配电和用电负载很多部件，所以为了提高仿真效率，需要每一个系统部件模型都能够具有较快的仿真速度。传统的基于元器件和电路的建模方法并不适用于系统级建模仿真。
论文“交流固态功率控制器的研究”(陈昌林：交流固态功率控制器的研究[D].南京航空航天大学硕士论文，2008.)中根据其设计的SSPC电路建立了交流SSPC仿真模型并且进行了验证。但这种仿真模型基于实际电路结构和实际器件，其优点是能够准确地模拟某个SSPC电路的电气性能，其建模和仿真的目的是验证具体SSPC电路设计的有效性。但在大型飞机或者舰船配电系统中SSPC的数量可以达到数百个，如果每个SSPC都采用基于实际结构和器件的模型，那么必然会花费大量仿真时间，甚至导致仿真不收敛而失败。因此基于实际结构和器件的SSPC仿真模型并不适用于大型飞机或者舰船电力系统的仿真。
“一种新型的直流固态功率控制器行为模型”(阮立刚，王莉.一种新型直流固态功率控制器行为模型[J].航空学报，2012，33(1)：129-137.)和“Behavioural Modeling ofSolid State Power Controllers(SSPC)for Distributed Power Systems”(Barrado A,Izquierdo D,Sanz M.Behavioural Modeling of Solid State Power Controllers(SSPC)for Distributed Power Systems[C]//Applied Power Electronics Conferenceand Exposition.2009.APEC:1692-1697.)等论文中利用受控电流源或者受控电压源针对直流SSPC的进行了行为建模，模拟了直流SSPC在开通和关断过程中输出电压线性上升和线性下降的特性。但是由于交流SSPC和直流SSPC特性完全不同，所以该方法不适合交流SSPC的行为建模。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种不基于实际电路和元器件的交流固态功率控制器仿真模型，不但能够准确模拟交流固态功率器的“电压过零点开通”和“电流过零点关断”功能、反时限过载保护功能和短路故障保护功能，包括对短路故障两种保护关断方式的模拟，并且仿真速度快、能够适用于系统级仿真。
为了实现上述发明目的，本发明采用的具体技术方案是：
一种交流固态功率控制器仿真方法，其特征在于包括数字逻辑部分、反时限过流检测部分、限流和短路故障检测部分和阻抗状态转换部分，
数字逻辑部分输入交流固态功率控制器的开通/关断控制指令、短路故障保护关断模式设置指令、过流故障逻辑脉冲信号、短路故障逻辑脉冲信号，进行逻辑组合后输出过零点开关指令和短路故障慢关断指令到阻抗状态转换部分；
反时限过流检测部分检测交流固态功率控制器电流，判断是否发生过流故障，当发生过流故障时，输出过流故障逻辑脉冲信号到数字逻辑部分；
限流和短路故障检测部分检测交流固态功率控制器电流和输出电压，判断是否发生短路故障；当交流固态功率控制器电流超出设定的限流阀值时，输出限流逻辑指令至阻抗状态转换部分；当发生短路故障时，输出短路故障逻辑脉冲信号至数字逻辑部分；
阻抗状态转换部分综合输入的过零点开关指令、短路故障慢关断指令及限流逻辑指令，实现交流固态功率控制器7种状态的10种转换，并提供功率输入、功率输出端口，
10种状态转换及相应的状态转换函数如下：
①状态转换S1→S4；相应的状态转换函数TF1：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
其中ZeroON/OFF表示过零点开关指令，ShortOFF表示短路故障慢关断指令，Limiting表示限流逻辑指令；
②状态转换S4→S2；相应的状态转换函数TF2：Sign[VSSPC(t1)]+Sign[VSSPC(t)]＝0，其中VSSPC(t1)表示在S1状态下、过零点开关指令从0变化到1的时刻(t1时刻)交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；VSSPC(t)表示t时刻交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差瞬时值，
③状态转换S2→S5；相应的状态转换函数TF3：
(ZeroON/OFF＝0)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
④状态转换S5→S1；相应的状态转换函数TF4：Sign[VSSPC(t4)]+Sign[VSSPC(t)]＝0
其中VSSPC(t4)表示在S2状态下、过零点开关指令从1变化到0的时刻(t4时刻)、交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；
⑤状态转换S2→S3；相应的状态转换函数TF5：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝1)＝1
⑥状态转换S3→S2；相应的状态转换函数TF6：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
⑦状态转换S3→S6；相应的状态转换函数TF7：
(ZeroON/OFF＝0)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝1)＝1
⑧状态转换S6→S1；相应的状态转换函数TF8：Sign[VSSPC(t9)]+Sign[VSSPC(t)]＝0
其中VSSPC(t9)表示在S3状态下、过零点开关指令从1变化到0的时刻(t9时刻)、交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；
⑨状态转换S3→S7；相应的状态转换函数TF9：ShortOFF＝0
⑩状态转换S7→S1；相应的状态转换函数TF10：ISSPC(t)＝0，其中ISSPC(t)为交流固态功率控制器电流瞬时值；
其中，7种状态及相应的状态方程定义如下：
状态S1：关断态；S1相应的状态方程为Eq1：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/ROFF；其中ROFF为交流固态功率控制器关断态电阻值；
状态S2：导通态；S2相应的状态方程为Eq2：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RON；其中RON为交流固态功率控制器导通态电阻值；
状态S3：限流态；S3相应的状态方程为Eq3：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RLimiting；其中RLimiting为交流固态功率控制器限流态电阻值；
状态S4：零电压开通过程；S4相应的状态方程为Eq4：
ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RSSPC(t)
其中RSSPC(t)表示交流固态功率控制器t时刻的电阻值；
状态S5：从导通态到零电流关断过程；S5相应的状态方程为Eq5：
ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RSSPC(t)
状态S6：从限流态到零电流关断过程；S6相应的状态方程为Eq6：
ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RSSPC(t)
状态S7：短路故障时电流线性下降慢关断；S7相应的状态方程为Eq7：
其中ISSPC(t12)表示在S3状态下、短路故障慢关断指令从1变化到0的时刻(t12时刻)的交流固态功率控制器电流瞬时值；ISSPC(t)表示在S7状态下、t时刻交流固态功率控制器电流瞬时值；Tf为用户设定的短路电流下降时间(典型值为25～100μs)。
本发明技术方案的核心内容是采用混合信号状态机模型实现阻抗状态转换部分，模拟交流固态功率控制器在正常开通、正常关断、过载关断、两种短路故障关断模式等各个过程中的阻抗和电流的变化规律，从而既准确模拟了交流固态功率控制器外特性，又保证较快的仿真速度。
本发明技术方案的有益效果如下：
(1)准确模拟交流固态功率控制器的功能和外特性；
(2)模型简单，不需要实际SSPC的电路结构和电子元器件的模型，因此仿真速度快；
(3)容易根据实际交流固态功率控制器产品的额定电压、电流和频率以及保护特性对模型进行任意配置，不需要了解其内部详细设计即可完成准确建模；
(4)可以在通用的建模软件例如Matlab、Saber实现：Matlab提供了状态机建模工具Stateflow，Saber则提供了状态机建模工具StateAMS；也可以利用建模语言实现例如MAST、VHDL-AMS或者Modelica实现。
附图说明
图1是本发明提供的交流固态功率控制器仿真模型的原理框图；
图2是本发明提供的交流固态功率控制器仿真模型中阻抗状态转换部分的状态机框图；
图3是与图2对应、本发明提供的交流固态功率控制器仿真模型状态机中定义的7个状态(S1～S7)以及各状态下的状态方程(Eq1～Eq7)；
图4是与图2对应、本发明提供的交流固态功率控制器仿真模型状态机中定义的10个状态转换函数(TF1～TF10)；
图5是交流固态功率控制器仿真模型中数字逻辑部分的功能模块示意图；
图6是交流固态功率控制器仿真模型中限流和短路故障检测部分的功能模块示意图；
图7是交流固态功率控制器仿真模型中反时限过流检测部分典型的反时限保护特性的示意图；
图8是交流固态功率控制器仿真模型在“零电压开通”和“零电流关断”工作过程的波形示意图；
图9是交流固态功率控制器仿真模型在负载发生短路故障时“电流过零点关断”的工作波形示意图；
图10是交流固态功率控制器仿真模型在负载发生短路故障时“慢关断”的工作波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的关键技术方案做详细说明。
如图1为本实施例仿真模型框图，包括数字逻辑部分1、反时限过流检测部分2、限流和短路故障检测部分3和阻抗状态转换部分4。各部分信号连接关系在发明内容部分已详细进行了说明，不再赘述。本发明采用混合信号状态机方法建立交流SSPC模型。混合信号状态机适合具有复杂数字转换逻辑、多种工作状态、数字模拟和功率信号混合的复杂对象建模。而交流SSPC正具有这样的特点。通用的建模软件例如Matlab、Saber均支持混合信号状态机方法建模，例如Matlab提供了状态机建模工具Stateflow，Saber则提供了状态机建模工具StateAMS。通用的建模语言例如MAST、VHDL-AMS或者Modelica也支持混合信号状态机方法建模。
图2-图4详细介绍了是本实施例交流固态功率控制器仿真模型中阻抗状态转换部分的内容，包括7种状态及相应的状态方程，及10种状态转换关系及相应的状态转换函数。
其中，RON、ROFF、RLimiting分别为交流SSPC的导通态电阻、关断态和限流态电阻。其中RON一般可以从交流SSPC产品手册中得到；ROFF可以通过交流SSPC产品手册计算得到，计算公式为ROFF＝UN/Ileakage,其中UN为交流SSPC额定电压有效值，Ileakage为交流SSPC额定电压下的漏电流；RLimiting也可以通过交流SSPC产品手册计算得到，计算公式为RLimiting＝UN/ILimiting，其中ILimiting为交流SSPC限流时的电流有效值。
图5是本实施例数字逻辑部分1的原理框图，通过对输入信号交流固态功率控制器的开通/关断控制指令CMD、短路故障保护关断模式设置指令SOMS、过流故障逻辑脉冲信号OL_Trip、短路故障逻辑脉冲信号Short_Trip进行逻辑组合得到过零点开关指令ZeroON/OFF和短路故障慢关断指令ShortOFF，并输出到阻抗状态转换部分4。数字逻辑部分1包括：第一RS触发器11和第二RS触发器14，第一非门15，第一三输入与门12，第一或门13，第二或门16；交流固态功率控制器的开通/关断控制指令CMD连于第一三输入与门12第一输入端和第一、第二RS触发器的置位端；短路故障保护关断模式设置指令SOMS连于第一或门13的第一输入端和第一非门15的输入端；短路故障脉冲逻辑信号Short_Trip连于第二RS触发器14清零端，过流故障脉冲逻辑信号OL_Trip连于第一RS触发器11清零端，第一RS触发器11的输出正端连于第一三输入与门12的第二输入端，第一非门15的输出端连于第二或门16的第一输入端，第二RS触发器14的输出正端连于第一或门13的第二输入端和第二或门16的第二输入端，第一三输入与门12输出信号作为过零点开关指令ZeroON/OFF输出至阻抗状态转换部分4，第二或门16输出信号作为短路故障慢关断指令ShortOFF输出至阻抗状态转换部分4。
图6是交流固态功率控制器仿真模型中限流和短路故障检测部分的功能模块示意图。图6根据国家发明专利申请(申请日2014年4月21日，公开号CN103916112A)“具有限流功能的交流固态功率控制器控制方法及装置”中描述的限流和短路故障策略给出了一种最简的实现方式。该模块输入信号是交流固态功率控制器电流ISSPC和交流固态功率控制器输出电压VPowerout，输出信号为限流逻辑指令Limiting和短路故障逻辑脉冲信号Short_Trip。当Short_Trip为逻辑低(‘0’)时表示发生短路故障。ISSPC先经过绝对值计算模块31连于第一比较器32的正极性输入端，第一比较器32负极性输入端连于限流阀值Limiting_TH,第一比较器32的输出连于单稳态触发器33输入端Trig，单稳态触发器33被Trig上升沿触发后输出脉冲宽度为TLimiting的逻辑低(‘0’)脉冲。单稳态触发器33输出端Q经过第二非门35连于D触发器35时钟端CLK，D触发器35的输出连于第三或门36第一输入端，交流固态功率控制器输出电压VPowerout连于有效值计算模块37，有效值计算模块37输出连于第二比较器38负极性输入端，第二比较器38正极性输入端连于设定的短路故障下负载电压阀值V_TH。第二比较器38输出通过第三非门39连于第三或门36第二输入端。用户也可以根据自己的需要和实际短路保护策略设计限流和短路故障检测部分，但外部接口和功能需要满足发明内容中关于限流和短路故障检测部分3的定义。
图6中当ISSPC超出设定的限流阀值Limiting_TH时，限流和短路故障检测部分3首先在限流逻辑指令Limiting上输出脉冲宽度为TLimiting的逻辑高(‘1’)脉冲使交流固态功率控制器进入限流状态。在限流状态结束前，限流和短路故障检测部分3判断线路是否发生短路故障；如果发生短路故障，则在限流过程稳定后，VPowerout将保持非常低的电压(例如接近0V)，而V_TH是由用户设定的短路故障下负载电压阀值(有效值)，典型可设置为60％左右的额定电压有效值。如果发生短路故障，则第二比较器38输出逻辑高(‘1’)，第三非门39输出逻辑低(‘0’)，短路故障逻辑脉冲信号Short_Trip为逻辑低(‘0’)。
若判断线路发生短路故障时，限流和短路故障检测部分3输出Short_Trip逻辑低脉冲；短路故障解除时，短路故障检测模块输出Short_Trip为逻辑高。
图7为交流固态功率控制器仿真模型中反时限过流检测部分典型的反时限保护特性的示意图。该模块的特性曲线和方程可以根据用户需要和交流产品的过流保护特性自由设置。图7只给出了典型的反时限保护曲线，该曲线对应的方程可以参考南京航空航天大学硕士论文“交流固态功率控制器的研究”(陈昌林：交流固态功率控制器的研究[D].南京航空航天大学硕士论文，2008)。当反时限过流检测部分2判断线路或者固态功率控制器发生过流故障时，反时限过流检测部分2输出OL_Trip为逻辑低脉冲，过流故障解除时反时限过流检测部分2输出为OL_Trip逻辑高。
图8-10是本发明仿真模型的仿真波形示意图，可以看出该仿真模型能够很好地模拟交流固态功率控制器在正常开通、正常关断、过载关断、两种短路故障关断模式等各个过程中的阻抗和电流的变化规律。
以上仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (2)
1.一种交流固态功率控制器仿真方法，其特征在于包括数字逻辑部分(1)、反时限过流检测部分(2)、限流和短路故障检测部分(3)和阻抗状态转换部分(4)，
数字逻辑部分(1)输入交流固态功率控制器的开通/关断控制指令(CMD)、短路故障保护关断模式设置指令(SOMS)、过流故障逻辑脉冲信号(OL_Trip)、短路故障逻辑脉冲信号(Short_Trip)，进行逻辑组合后输出过零点开关指令(ZeroON/OFF)和短路故障慢关断指令(ShortOFF)到阻抗状态转换部分(4)；
反时限过流检测部分(2)检测交流固态功率控制器电流(ISSPC)，判断是否发生过流故障，当发生过流故障时，输出过流故障逻辑脉冲信号(OL_Trip)到数字逻辑部分(1)；
限流和短路故障检测部分(3)检测交流固态功率控制器电流(ISSPC)和输出电压(VPowerout)，判断是否发生短路故障；当交流固态功率控制器电流(ISSPC)超出设定的限流阀值时，输出限流逻辑指令(Limiting)至阻抗状态转换部分(4)；当发生短路故障时，输出短路故障逻辑脉冲信号(Short_Trip)至数字逻辑部分(1)；
阻抗状态转换部分(4)综合输入的过零点开关指令(ZeroON/OFF)、短路故障慢关断指令(ShortOFF)及限流逻辑指令(Limiting)，实现交流固态功率控制器7种状态的10种转换，并提供功率输入、功率输出端口(Powerin、Powerout)，
10种状态转换及相应的状态转换函数如下：
①状态转换S1→S4；相应的状态转换函数TF1：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
其中ZeroON/OFF表示过零点开关指令，ShortOFF表示短路故障慢关断指令，Limiting表示限流逻辑指令；
②状态转换S4→S2；相应的状态转换函数TF2：Sign[VSSPC(t1)]+Sign[VSSPC(t)]＝0，其中VSSPC(t1)表示在S1状态下、过零点开关指令从0变化到1的t1时刻交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；VSSPC(t)表示t时刻交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差瞬时值，
③状态转换S2→S5；相应的状态转换函数TF3：
(ZeroON/OFF＝0)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
④状态转换S5→S1；相应的状态转换函数TF4：Sign[VSSPC(t4)]+Sign[VSSPC(t)]＝0
其中VSSPC(t4)表示在S2状态下、过零点开关指令从1变化到0的t4时刻、交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；
⑤状态转换S2→S3；相应的状态转换函数TF5：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝1)＝1⑥状态转换S3→S2；相应的状态转换函数TF6：
(ZeroON/OFF＝1)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝0)＝1
⑦状态转换S3→S6；相应的状态转换函数TF7：
(ZeroON/OFF＝0)&(ShortOFF＝1)&(Limiting＝1)＝1
⑧状态转换S6→S1；相应的状态转换函数TF8：Sign[VSSPC(t9)]+Sign[VSSPC(t)]＝0
其中VSSPC(t9)表示在S3状态下、过零点开关指令从1变化到0的t9时刻、交流固态功率控制器功率输入和功率输出电压差；
⑨状态转换S3→S7；相应的状态转换函数TF9：ShortOFF＝0
⑩状态转换S7→S1；相应的状态转换函数TF10：ISSPC(t)＝0，其中ISSPC(t)为交流固态功率控制器电流瞬时值；
其中，7种状态及相应的状态方程定义如下：
状态S1：关断态；S1相应的状态方程为Eq1：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/ROFF；其中ROFF为交流固态功率控制器关断态电阻值；
状态S2：导通态；S2相应的状态方程为Eq2：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RON；其中RON为交流固态功率控制器导通态电阻值；
状态S3：限流态；S3相应的状态方程为Eq3：ISSPC(t)＝VSSPC(t)/RLimiting；其中RLimiting为交流固态功率控制器限流态电阻值；
状态S4：零电压开通过程；S4相应的状态方程为Eq4：
其中RSSPC(t)表示交流固态功率控制器t时刻的电阻值；
状态S5：从导通态到零电流关断过程；S5相应的状态方程为Eq5：
状态S6：从限流态到零电流关断过程；S6相应的状态方程为Eq6：
状态S7：短路故障时电流线性下降慢关断；S7相应的状态方程为Eq7：
其中ISSPC(t12)表示在S3状态下、短路故障慢关断指令从1变化到0的t12时刻的交流固态功率控制器电流瞬时值；Tf为用户设定的短路电流下降时间。
2.如权利要求1所述的交流固态功率控制器仿真方法，其特征在于数字逻辑部分(1)包括：第一RS触发器(11)和第二RS触发器(14)，第一非门(15)，第一三输入与门(12)，第一或门(13)，第二或门(16)；交流固态功率控制器的开通/关断控制指令(CMD)连于第一三输入与门(12)第一输入端和第一、第二RS触发器的置位端；短路故障保护关断模式设置指令(SOMS)连于第一或门(13)的第一输入端和第一非门(15)的输入端；短路故障脉冲逻辑信号(Short_Trip)连于第二RS触发器(14)清零端，过流故障脉冲逻辑信号(OL_Trip)连于第一RS触发器(11)清零端，第一RS触发器(11)的输出正端连于第一三输入与门(12)的第二输入端，第一非门(15)的输出端连于第二或门(16)的第一输入端，第二RS触发器(14)的输出正端连于第一或门(13)的第二输入端和第二或门(16)的第二输入端，第一三输入与门(12)输出信号作为过零点开关指令(ZeroON/OFF)输出至阻抗状态转换部分(4)，第二或门(16)输出信号作为短路故障慢关断指令(ShortOFF)输出至阻抗状态转换部分(4)。
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