CN111610358B - 一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法 - Google Patents
一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，包括如下步骤：步骤1：四个电流互感器分别穿过A、B、C、N四相电缆，对电流互感器的输出使用AD模数转换芯片的8个通道进行AD信号同步采集，8个通道AD每两个一组，同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号；步骤2：采集电流互感器输出的数据后经过AD转换，缓存内部RAM中，每隔预定时间从缓存RAM提取缓存数据；步骤3：抽取缓存数据，进行处理计算；步骤4：计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值；步骤5：对每个通道，把FFT计算结果转换成真实有效值，计算出对应的实部和虚部转换值；步骤6：进行矢量和计算；步骤7：最后计算出剩余电流值。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用三相四线配电系统，通过三相电流和零序电流四个互感器，使用快速傅里叶变换(FFT)计算剩余电流的方法。
背景技术
剩余电流是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。从技术角度分析有两种方法，图1和图3所示两种方法，有的现场使用图2所示方法。下边主要论述3种方法优缺点。
实践证明，交流电在15～20毫安以下，电流瞬间通过人体，不会有危险，但时间长些，人体会发热出汗，导致电阻下降，电流随之增大。若通过人体电流超过100毫安，会导致死亡。所以为了保证人员电气安全，同时考虑到测量精度，一般使用剩余电流互感器方法采集剩余电流(如图1所示)，剩余电流互感器规格范围10mA～3000mA不等，一般剩余电流采集装置多应用于民用建筑，民用建筑的负荷电流一般不会特别大。并且此方式多配在建筑领域配电柜终端，建筑主出线柜供电回路中很少配置剩余电流互感器。如图1所示，针对民用建筑普遍使用剩余电流测量方法。
在工业领域大电流场合或者主出线柜供电回路，电流一般是上千安电流，一般低压供电接线主要以三线四线配电系统为主。如图1所示方法，采用外接剩余电流互感器方法测量剩余电流，在工业上使用此方法计算剩余电流会出现两个问题：
问题1：在工业场合为保证设备的正常运行，装设小电流规格剩余电流保护器虽然起到了保护作用，但是工业现场使用电流比较大，用电情况复杂，有可能有轻微剩余电流，但是并不影响设备正常使用，由于剩余电流保护装置太敏感，经常性的跳闸会影响设备的正常运行，也会给工业生产工艺造成不小的经济损失。
问题2：剩余电流互感器采集回路额定电流相对较小，在工业动力回路动力电源，或者主出线柜供电回路电源，功率比较大，也就是电流会比较大，电流在500A～6000A不等，如果有接地故障发生时，其接地电流会非常大，有些电流甚至上千安，而一般的带剩余零序电流保护功能的开关则无法承受(规格范围10mA～3000mA)，剩余电流互感器严重过载，出现磁饱和现象，剩余电流要么测不准，要么不能耐受大电流冲击。所以目前市场上没有针对较大电流回路剩余电流保护装置，大部分通过过载保护和短路保护装置间接实现剩余电流保护功能。
由于以上2个缺点，工业供电或者大电流主出线柜供电回路中，也普遍使用零序电流方法实现剩余电流保护功能，采集接线方式如图2所示：剩余电流保护的也可以通过零序电流保护实现剩余电流保护(采集N相电流)，比如有些牵涉动力供电和民用供电两种相结合的供电方式，大电流回路仍然采用三相四线模式。使用此方法虽然能实现剩余电流保护功能，但是出现以下问题：
绝大多数现场使用环境中，完全平衡电流场合是很少的，出现不平衡电流，不平衡电流通过中性线流回主回路，零序电流互感器计算结果是不平衡电流，因为保护设定零序电流值是固定设置，如果出现不平衡电流，并且不平衡电流大于设定电流值，也会动作，从微机保护原理来看，不符合微机保护选择性，采用零序电流方法实现剩余电流保护是不可靠保护方式。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用采集三相电流和零序电流计算剩余电流方法计算剩余电流，能解决图1和图2所论述缺陷。因此，本发明提出一种适用三相四线电力布线情况下，通过AD采集A B C N四相电流互感器数据，通过FFT算法，矢量计算剩余电流的方法。
一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，包括如下步骤：
步骤1：四个电流互感器分别穿过A、B、C、N四相电缆，对电流互感器的输出使用AD模数转换芯片的8个通道进行AD信号同步采集，8个通道AD每两个一组，同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号；
步骤2：采集电流互感器输出的数据后经过AD转换，通过芯片内部DMA缓存内部RAM中，每隔预定时间从缓存RAM提取缓存数据；
步骤3：抽取缓存数据，使用基-4FFT算法进行处理计算；
步骤4：计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值；
步骤5：对每个通道，把FFT计算结果转换成真实有效值，计算出对应的实部和虚部转换值；
步骤6：进行矢量和计算，转换频域实部相加、虚部相加；
步骤7：最后计算出剩余电流值。
进一步的，所述步骤1具体包括：
使用STM32F407芯片内部12位双同步AD模数转换器，8个通道AD信号同步采集，8个通道AD同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号，每两个通道为一组，分四组，分别采集三相电流和零序电流模拟信号。
进一步的，所述步骤2具体包括：
步骤2：STM32F407芯片内部集成12位AD模数转换器，采集电流互感器数据后经过AD转换，通过芯片内部DMA缓存内部RAM中，每隔20ms从缓存RAM提取缓存数据，每周波采集电流256个数据，组成8组256点数据缓存。
进一步的，所述步骤3具体包括：
对8个通道数据，做256点基-4FFT运算后，交流信号时域信号转化成频域信号，信号被分解成不同频率的直流量的频域实部和虚部，取50hz频域实部和虚部数据；数据分解后，使用以下代号表示。
4电流通道，10倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA1、Imag_IA1、Real_IB1、Imag_IB1、
Real_IC1、Imag_IC1、Real_Io1、Imag_Io1。
4电流通道，1倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA2、Imag_IA2、Real_IB2、Imag_IB2、
Real_IC2、Imag_IC2、Real_Io2、Imag_Io2。
其中：
Real_IA1、Imag_IA1：A相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IB1、Imag_IB1：B相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IC1、Imag_IC1：C相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_Io1、Imag_Io1：N相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IA2、Imag_IA2：A相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IB2、Imag_IB2：B相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IC2、Imag_IC2：C相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_Io2、Imag_Io2：N相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
进一步的，所述步骤4具体包括：
分别利用公式2计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值。
计算出电流基波值：
IA1、IB1、IC1、Io1、IA2、IB2、IC2、Io2为各相8路采集信号；其中，In是电流额定范围值，
IA1、IB1、IC1、Io1是10In额定电流基波电流值；
IA2、IB2、IC2、Io2是1In额定电流基波电流值；
Real是FFT计算后转换频域50hz电流实部，Imag是FFT计算后转换域50hz电流虚部；Kx代表对应的8个通道AD转换数据转换实际值的转换系数。
进一步的，所述步骤5具体包括：
根据每个通道AD采集电阻差异，把FFT计算结果转换成真实有效值，每个通道值除以相应通道转换系数K；具体的，判断Ix1电流值小于In，使用1倍通道采集数据，使用公式3和4计算实部和虚部转换值；Ix1大于或者等于In，使用10倍通道采集数据，使用公式5和6计算实部和虚部转换值。
Real_Ix_k＝Real_Ix2/Kx2 (3)
Imag_Ix_k＝Real_Ix2/Kx2 (4)
Real_Ix_k＝Real_Ix1/Kx1 (5)
Imag_Ix_k＝Real_Ix1/Kx1 (6)
Real_Ix1和Imag_Ix1代表10In额定值IA1、IB1、IC1、Io1通道FFT计算实部和虚部；
Real_Ix2和Imag_Ix2代表1In额定值IA2、IB2、IC2、Io2通道FFT计算实部和虚部；
Kx1代表10In额定值IA1、IB1、IC1、Io1 AD采集通道转换系数：KA1、KB1、KC1、Ko1；
Kx2代表1In额定值IA2、IB2、IC2、Io2 AD采集通道转换系数，KA2、KB2、KC2、Ko2；
Real_Ix_k根据各自通道系数后，转换电流实际值，实部转换值：Real_IA_k、Real_IB_k、Real_IC_k、Real_Io_k；
Imag_Ix_k根据各自通道系数后，转换电流实际值，虚部转换值：Imag_IA_k、Imag_IB_k、Imag_IC_k、Imag_Io_k。
进一步的，所述步骤6具体包括：
使用公式7和公式8，矢量和计算，转换频域实部相加、虚部相加：
Real_S＝Real_IA_k+Real_IB_k+Real_IC_k+Real_Io_k (7)
Imag_S＝Imag_IA_k+Imag_IB_k+Imag_IC_k+Imag_Io_k (8)
Real_S Imag_S是四相电流FFT计算后实部和虚部和计算结果。
进一步的，所述步骤7具体包括：
最后通过公式9计算出剩余电流值Ircd。
有益效果：
本发明的一种三相四线制下采集三相电流和零序电流计算剩余电流方法，相对于现有技术，具备如下优点：
考虑到配电系统使用过程中，有些短路场合接触电阻比较大，短路电流比较小，但是这种现象是接地短路了，剩余电流较小，此种算法既要兼容较大剩余电流测量，又要兼容小电流测量。本发明能实现电流额定值0.2％～1000％剩余电流测量范围。
本发明针对三相四线制采集三相电流+零序电流(穿N线)，本发明使用四相电流采样，通过四相电流矢量和方法，计算出剩余电流，这样解决大电流系统剩余零序电流保护需求，同时客户不需要采购剩余电流互感器，减少经济成本。
本发明通过多种软硬件配合使用，解决工业或者主出线供电回路大电流配电系统下使用剩余零序电流保护装置。
附图说明
图1：剩余电流互感器测量剩余电流方法；
图2：零序电流实现剩余电流保护接线图；
图3：三相四线制下4个电流互感器矢量计算剩余电流接线方法；
图4：快速傅里叶变换(FFT)算法计算剩余电流算法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
根据本发明的一个实施例，提出一种适用三相四线下电力布线情况下，通过AD采集A B C N四相电流互感器数据(如图3所示)，通过FFT算法，矢量计算剩余电流的一种方法。
配电系统使用过程中，有些短路场合接触电阻比较大，短路电流比较小，但是这种现象是接地短路了，剩余电流较小，此种算法既要兼容较大剩余电流测量，又要兼容小电流测量。此发明能实现电流额定值0.2％～1000％剩余电流测量范围。
针对三相四线制采集三相电流+零序电流(穿N线)，接线图如图3所示，四相电流采样，通过四相电流矢量和方法，计算出剩余电流，这样解决大电流系统剩余零序电流保护需求，同时客户不需要采购剩余电流互感器，减少经济成本。
通过多种软硬件配合使用，解决工业或者主出线供电回路大电流配电系统下使用剩余电流保护装置。
具体的，如图3所示，现场安装接线是4个5P10规格电流互感器，该互感器能采集额定值10倍额定电流值，接地故障后产生大电流也能采集到，互感器不会出现磁饱和现象。电流互感器分别穿过A B C N四根电缆，互感器二次输出值是mA电流等级，二次电流直接接入保护设备，二次电流通过分压电阻，转换成电压信号，此信号经过双通道运放增益电路，1路是1倍额定增益，1路是10倍额定增益，1个互感器信号接入2路AD采集通道，4个互感器共8路AD通道采集。采集电路为现有技术，本发明重点改进是关于双通道电流算法切换和剩余电流算法。
正常使用过程中出现接地短路剩余电流可能很大，也有可能很小。故矢量计算剩余电流在设计时候，必须保证较大和较小的剩余电流均可靠动作。剩余电流动作可靠值范围是额定值0.2In％～1000In％，In是电流额定值，最小剩余电流是额定值千分之二，最大剩余电流是10倍额值，比如针对1000A额定电流，最小剩余电流是2A,最大电流是10000A的范围。
通过矢量计算剩余电流，根据基尔霍夫电流定律，四相电流矢量和等于零，矢量计算不为零，说明有剩余电流，电流越大，剩余电流也就越大，只要不超过额定值10倍过载，均能安全可靠计算出剩余电流。
基尔霍夫电流定律定义了电路中任一个节点上，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，如下公式1。公式1仅仅说明剩余电流计算方法原理性概念，但是未对电流通过AD转换成数字信号后，比较详细算法计算出剩余电流，本发明方案使用基于快速傅里叶变换(FFT)计算剩余电流。
剩余零序电流计算公式如下：
IA、IB、IC、IO是A B C N相电流矢量值，Ircd是剩余电流值。
本发明算法牵涉技术难点是：此装置要检测到额定值千分之二的剩余电流，又要检测到额定值10倍过载能力剩余电流，即动态范围要求高。本发明采用2个方法解决上述技术问题。
方法1：采用双增益采样电路，提高AD有效值范围，此电路已申请实用新型专利，专利号《CN208477002U》不再详述；方法2：使用快速傅里叶变换(FFT)计算剩余电流算法，采用双通道自动切换通道，保证额定值0.2％～1000％范围计算剩余电流准确可靠。
本发明采用方法2。
方法1概述如下：公开号CN208477002U的专利《一种测量保护装置》的电路已经申请实用新型专利，本发明采用的方法2双通道切换、剩余电流算法，均是在此方法1的硬件电路基础上实现的。
采用的电流互感器具备10倍过载能力，额定范围内精度是0.5级，在1.2倍～10倍，电流互感器达到5％精度。四个互感器采集A相、B相、C相、N相四相电流，如图3所示。一般A BC电流互感器采用相同额定值，N相电流互感器小于或者等于三相电流互感器额定值。
每个回路电流采用双增益通道，2种不同增益通道采集，4路额定范围电流信号AD采集，4路10倍过载AD采集，共8个通道AD采集电流的模拟信号，既能计算出额定值千分之二的剩余电流，又能计算出额定值10倍剩余电流保护装置。
使用小增益通道目的，就是为了解决较小剩余电流，也能计算出来，精度安全可靠。10倍过载增益通道，计算出较大剩余电流。
现场使用过程中，如果发生短路保护，因为短路发生时候，伴随着电压跌低，电流增大，相位改变，因为剩余电流与相位和幅值均相关，因此针对短路故障也具备保护功能。
如图4所示，整个剩余电流计算方法示意框图，本发明采用的方法2，即一种三相四线制下采集三相电流和零序电流计算剩余电流方法，其中，In为额定电流。具体流程步骤如下：
步骤1：使用STM32F407芯片内部12位双同步AD，8个通道AD信号同步采集，8个通道AD同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号。本发明采用过采样方法采集4相电流数据，每个电网周波是256点，AD采样率是12.8ksps，过采样能提升AD分辨率。
步骤2：内部集成12位AD芯片，采集电流互感器数据后经过AD转换，通过芯片内部DMA缓存内部RAM中，每隔20ms从缓存RAM提取缓存数据，每周波采集电流256个数据，组成8组256点数据缓存。
步骤3：抽取缓存数据，20ms计算一次，使用基-4FFT算法计算。此算法由ARM官方提供，本发明只是基础算法应用，不再详述基-4FFT算法。
如图4所示：8个通道数据，做256点基-4FFT运算后，交流信号时域信号转化成频域信号，信号被分解成直流量、50hz、100hz、150hz…最高可以分解127*50hz的频域实部和虚部，本算法只取50hz频域实部和虚部数据。数据分解后，使用以下代号表示。
4电流通道，10倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA1、Imag_IA1、Real_IB1、Imag_IB1、
Real_IC1、Imag_IC1、Real_Io1、Imag_Io1。
4电流通道，1倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA2、Imag_IA2、Real_IB2、Imag_IB2、
Real_IC2、Imag_IC2、Real_Io2、Imag_Io2。
其中：
Real_IA1、Imag_IA1：A相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_IB1、Imag_IB1：B相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_IC1、Imag_IC1：C相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_Io1、Imag_Io1：N相10倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_IA2、Imag_IA2：A相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_IB2、Imag_IB2:B相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_IC2、Imag_IC2：C相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
Real_Io2、Imag_Io2：N相1倍通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部。
步骤4：分别利用公式2计算出10In通道基波值和1In额定值电流通道基波值。
计算出电流基波值：
IA1、IB1、IC1、Io1、IA2、IB2、IC2、Io2。
IA1、IB1、IC1、Io1是10In额定电流基波电流值；
IA2、IB2、IC2、Io2是1In额定电流基波电流值。
In是电流额定范围值。
Real是FFT计算后转换频域50hz电流实部，Imag是FFT计算后转换域50hz电流虚部。
Kx代表AD转换数据转换实际值系数，出厂校验时候，要与标准基准源对比校验，转换成真实值得每个通讯转换系数,8个通道，标准源校验时候需要8个转换系数。
步骤5：每个通道AD采集电阻有差异，需要把FFT计算结果转换成真实有效值，每个通道值除以相应通道转换系数K。判断Ix1电流值小于In，使用1倍通道采集数据，使用公式3和4计算实部和虚部转换值；Ix1大于或者等于In，使用10倍通道采集数据，使用公式5和6计算实部和虚部转换值。
Real_Ix_k＝Real_Ix2/Kx2 公式3
Imag_Ix_k＝Real_Ix2/Kx2 公式4
Real_Ix_k＝Real_Ix1/Kx1 公式5
Imag_Ix_k＝Real_Ix1/Kx1 公式6
Real_Ix1和Imag_Ix1代表10In额定值IA1、IB1、IC1、Io1通道FFT计算实部和虚部。
Real_Ix2和Imag_Ix2代表1In额定值IA2、IB2、IC2、Io2通道FFT计算实部和虚部。
Kx1代表10In额定值IA1、IB1、IC1、Io1 AD采集通道转换系数：KA1、KB1、KC1、Ko1。
Kx2代表1In额定值IA2、IB2、IC2、Io2 AD采集通道转换系数，KA2、KB2、KC2、Ko2。
Real_Ix_k根据各自通道系数后，转换电流实际值，实部转换值：Real_IA_k、Real_IB_k、Real_IC_k、Real_Io_k。
Imag_Ix_k根据各自通道系数后，转换电流实际值，虚部转换值：Imag_IA_k、Imag_IB_k、Imag_IC_k、Imag_Io_k。
步骤6：使用公式7和公式8，矢量和计算，转换频域实部相加、虚部相加。
Real_S＝Real_IA_k+Real_IB_k+Real_IC_k+Real_Io_k 公式7
Imag_S＝Imag_IA_k+Imag_IB_k+Imag_IC_k+Imag_Io_k 公式8
Real_S Imag_S是四相电流FFT计算后实部和虚部和计算结果。
步骤7：最后通过公式9计算出剩余电流值Ircd：
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (5)
1.一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：四个电流互感器分别穿过A、B、C、N四相电缆，对电流互感器的输出使用AD模数转换芯片的8个通道进行AD信号同步采集，8个通道AD每两个一组，同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号；
步骤2：采集电流互感器输出的数据后经过AD转换，通过芯片内部DMA缓存内部RAM中，每隔预定时间从缓存RAM提取缓存数据；每周波采集电流256个数据，组成8组256点数据缓存；
步骤3：抽取缓存数据，使用基-4FFT算法进行处理计算；
所述步骤3具体包括：
对8个通道数据，做256点基-4FFT运算后，交流信号时域信号转化成频域信号，信号被分解成不同频率的直流量的频域实部和虚部，取50hz频域实部和虚部数据；数据分解后，使用以下代号表示：
4电流通道，10倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA1、Imag_IA1、Real_IB1、Imag_IB1、
Real_IC1、Imag_IC1、Real_Io1、Imag_Io1；
4电流通道，1倍额定值采集通道，FFT计算后，抽取50hz频域的实部和虚部数据：
Real_IA2、Imag_IA2、Real_IB2、Imag_IB2、
Real_IC2、Imag_IC2、Real_Io2、Imag_Io2；
其中：
Real_IA1、Imag_IA1为：A相10倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；Real_IB1、Imag_IB1为：B相10倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IC1、Imag_IC1为：C相10倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；Real_Io1、Imag_Io1为：N相10倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IA2、Imag_IA2：A相1倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；Real_IB2、Imag_IB2：B相1倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
Real_IC2、Imag_IC2：C相1倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；Real_Io2、Imag_Io2：N相1倍额定值采集通道通过FFT运算后，抽取50hz频域实部和虚部；
步骤4：计算出10倍额定值采集通道基波值和1倍额定值采集通道基波值；所述步骤4具体包括：
分别利用公式2计算出10倍额定值采集通道基波值和1倍额定值采集通道基波值：
计算出电流基波值IX：IA1、IB1、IC1、Io1、IA2、IB2、IC2、Io2；
其中，In是电流额定值；
IA1、IB1、IC1、Io1是10倍额定值采集通道基波电流值；
IA2、IB2、IC2、Io2是1倍额定值采集通道基波电流值；
Real是FFT计算后转换频域50hz电流实部，Imag是FFT计算后转换域50hz电流虚部；Kx代表对应的8个通道AD转换数据转换实际值的转换系数；
步骤5：对每个通道，把FFT计算结果转换成真实有效值，计算出对应的实部和虚部转换值；
步骤6：进行矢量和计算，转换频域实部相加、虚部相加；
步骤7：最后计算出剩余电流值；
所述步骤5具体包括：
根据每个通道AD采集电阻差异，把FFT计算结果转换成真实有效值，每个通道值除以相应通道转换系数Kx；具体的，判断Ix1电流值小于In，使用1倍额定值采集通道采集数据，使用公式3和4计算实部和虚部转换值；Ix1大于或者等于In，使用10倍额定值采集通道采集数据，使用公式5和6计算实部和虚部转换值：
Real_Ix_k＝Real_Ix2/Kx2 (3)
Imag_Ix_k＝Imagl_Ix2/Kx2 (4)
Real_Ix_k＝Real_Ix1/Kx1 (5)
Imag_Ix_k＝Imag_Ix1/Kx1 (6)
Real_Ix1和Imag_Ix1代表10倍额定值IA1、IB1、IC1、Io1通道FFT计算的实部和虚部；
Real_Ix2和Imag_Ix2代表1倍额定值IA2、IB2、IC2、Io2通道FFT计算的实部和虚部；
Kx1代表10倍额定值IA1、IB1、IC1、Io1 AD采集通道转换系数：KA1、KB1、KC1、Ko1；
Kx2代表1倍额定值IA2、IB2、IC2、Io2 AD采集通道转换系数，KA2、KB2、KC2、Ko2；
Real_Ix_k为根据各自通道系数后，转换电流的实际值，即实部转换值：Real_IA_k、Real_IB_k、Real_IC_k、Real_Io_k；
Imag_Ix_k为根据各自通道系数后，转换电流的实际值，即虚部转换值：Imag_IA_k、Imag_IB_k、Imag_IC_k、Imag_Io_k。
2.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
使用STM32F407芯片内部12位双同步AD模数转换器，8个通道AD信号同步采集，8个通道AD同时采集三相电流和零序电流模拟信号，把模拟信号转化成数字信号，每两个通道为一组，分四组，分别采集三相电流和零序电流模拟信号。
3.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
步骤2：STM32F407芯片内部集成12位AD模数转换器，采集电流互感器数据后经过AD转换，通过芯片内部DMA缓存内部RAM中，每隔20ms从缓存RAM提取缓存数据，每周波采集电流256个数据，组成8组256点数据缓存。
4.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，其特征在于，所述步骤6具体包括：
使用公式7和公式8，矢量和计算，转换频域实部相加、虚部相加：
Real_S＝Real_IA_k+Real_IB_k+Real_IC_k+Real_Io_k (7)
Imag_S＝Imag_IA_k+Imag_IB_k+Imag_IC_k+Imag_Io_k (8)
Real_S、Imag_S是四相电流FFT计算后实部和虚部分别相加的计算结果。
5.根据权利要求1所述的一种三相四线制下采集三相和零序电流计算剩余电流方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：
最后通过公式9计算出剩余电流值Ircd：
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