在各种电力系统故障中，短路故障是最严重的故障之一，危及电力系统的安全稳定运行，并导致大规模的停电事故。短路故障对社会生活各个方面都会带来损害，造成巨大的经济损失和严重的社会影响。

在限流器（fault current limiter, FCL）对电网故障的响应方面，有些限流器，比如电阻型超导限流器、桥路型超导限流器和固态限流器等，能够自动响应故障和自动限流。大部分限流器需要对短路电流进行检测，比如零损耗限流器、谐振限流器、分裂电抗型限流器和饱和铁心型限流器等，才能快速准确地进行故障判定从而实现限流器的快速投入，确保电网免受短路电流冲击。

快速故障辨识是保护电力系统安全稳定运行的重要措施。显然，如果线路电流的有效值在故障发生时响应够快，则它仍是电力系统的首选故障辨识判据。交流电流有效值的计算方法有很多，例如全周期采样法、微分法和迭代法等，这些方法的实时性有待提高，并且基于多个采样值，难以满足快速故障辨识的要求。

中国科学院应用超导重点实验室（中国科学院电工研究所）、国网河南省电力公司、国网河南省电力公司电力科学研究院的研究人员张志丰、张凯、董轩、池腾、谢芮芮，在2022年第7期《电气技术》上撰文，在分析电网短路电流特征和一种含有分裂电抗器的经济型限流器限流性能的基础上，根据电抗器的瞬时电流-电压关系和有效值概念，提出一种基于电抗器电流和电压瞬时值的有效值实时计算方法，以提高有效值计算的快速性和可靠性。

他们基于10kV/300A电网实例，研究故障发生后电流、电压变化特征，采用电流瞬时值、电流变化率、常规有效值算法、有效值实时算法等进行快速故障辨识时间的研究和对比分析。

图1 限流器实物组成

研究人员指出，限流分析表明该方法可以避免电流、电压微分运算引入干扰对判据可靠性的影响。他们进一步表示，基于有效值实时算法的故障辨识方法，在任意故障相位下，都能确保快速真空断路器在故障后的第一过零点分断支路电流，实现限流电抗投入电网限流。

最后，研究人员在理论分析的基础上，搭建了400V限流器样机和测试电路，通过限流测试表明，有效值实时算法能够快速实现故障辨识，实现经济型限流器快速投入线路限流。

本文编自2022年第7期《电气技术》，论文标题为“基于电流有效值实时算法的限流器快速故障辨识方法”，作者为张志丰、张凯 等。本课题得到国网河南省电力公司科技项目和国家自然科学基金创新研究群体项目的支持。