吴浩伟，周 樑，杨 勇，徐正喜

(武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430064)

0 引言

国内舰船电网目前所采用的断路器，其短路保护原理主要是利用短路电流所产生的电磁力或热效应使断路器保护跳闸，在某些场合已经不能满足现代舰船电力系统的发展需求。

随着计算机和数字信号处理技术的飞速发展，基于微控制器的断路器智能脱扣器迅速成为研究热点［1－3］。此类智能脱扣器虽然采用了现代数字检测和处理技术，但其检测原理依然主要是利用检测电流幅值来判定短路故障是否发生。此外，由于短路电流中不仅存在快速衰减的非周期分量，而且动态变化范围大，加之检测环节存在互感器磁饱和等多种因素的影响，直接对短路电流的幅值进行准确检测十分困难，因此此类方法通常要求短路电流远大于额定值时才能准确地做出短路故障判断。由于受到线路阻抗、短路初始状态以及短路电流上升率的影响，达到判断阈值可能需要较长的时间，此类检测方法的快速性难以得到保证。

针对三相三线不接地的舰船电力系统，由于电网的线缆长度较短、线路阻抗低，发生短路故障时电压跌落、电流增大这一特征状态明显。利用这一特征状态，本文提出了一种基于DSP的数字化智能脱扣器设计方案，通过实时检测电网电压和功率的异常变化来快速检测电网中的短路故障。此外，利用本文所提出的虚拟功率的概念和计算方法，在短路故障情况下，瞬时功率检测等同于短路电流的幅值检测，而且其算法更简单、更易于实现。……