特高压长线路单端阻抗法单相接地故障测距

特高压长线路分布电容大，故障后波过程明显，基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题，采用分布参数建模，经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流（故障点电压）的相位信息。基于此，提出了一种新的阻抗法故障测距方法。该方法在故障点电压瞬时值过零点时刻计算测量阻抗，理论上不受过渡电阻的影响;基于分布参数模型，不受分布电容电流的影响。理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度，能够满足现场应用的要求。     

基于参数识别的时域长线距离保护

对于传统距离保护用于远距离输电时受线路分布电容影响存在暂态超越的问题,给出了一种基于参数识别的时域距离保护新算法。在分布参数线路模型下,根据保护安装处电压、电流计算出保护整定点的电压、电流,再根据微分方程距离保护算法判别区内、区外故障,并利用插值法解决了长线距离保护在低采样频率下无法计算沿线电压、电流分布的问题。仿真结果表明,在特高压长线路末端故障情况下仍能够正确判别区内、区外故障,有效地防止了暂态超越。该方法对采样频率要求不高,不受线路分布电容和非周期分量的影响,提高了长线距离保护的动作可靠性。     

一种新的高压线路保护稳定破坏检测元件

提出了一种新的线路保护稳定破坏检测元件。利用保护安装处的电压、电流和线路阻抗参数,计算出线路对侧母线处的电压。根据保护安装处的电压和计算的线路对侧母线电压之间的相角差,来判断系统是否失去稳定。该元件反映线路两侧电源之间的电势角差,能够准确判断系统是否失稳,及时闭锁距离保护。该元件较直观,实现简单,可以与振荡周期自适应。动模数据仿真验证了新原理的有效性。     

输电线路暂态分析Bergeron方法的改进

本文介绍了在考虑输电线路损耗与参数频率特性后以输电线路暂态分析中Bergeron方法的 改 进。文章把Bergeron线路模型的频域脉冲响应和特性阻抗与实际线路特性相比较，指出了 Be rgeron模型存在的问题，并利用Z变换原理与最小二乘方参数拟合，对Bergeron方法中脉 冲 响应与特性阻抗进行修正，进而给出改进的Bergeron模型，最后通过一算例改进前后的Berg eron方法计算结果进行了比较。改进后的Bergeron方法保留了适用性大，便于计算机解算 的 优点，而克服了Bergeron方法不能考虑线路损耗及参数频率特性的缺陷。     

不受TA饱和影响的高压输电线路故障测距算法

基于线路分布参数模型，考虑电流互感器（TA）饱和或断线导致某一侧电流畸变或不可用的情况，提出了一种输电线路故障测距新算法。该方法通过分析短路序网关系，利用两侧电压和未饱和侧电流，求出不同短路类型下沿线电压和电流的分布，根据过渡阻抗的纯电阻性质，得出当且仅当在故障点处电压和流经过渡电阻的电流的相位相同，由此定位故障点。因此，该测距方法可以不受一侧TA饱和或断线的影响。ATP-EMTP仿真结果也证明了该方法正确、有效。     

基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理

提出了一种基于故障分量的分相阻抗差动保护新原理。该原理分别提取线路两端保护安装处的故障分量进行阻抗计算，然后利用这2个阻抗之差构成阻抗差动判据。该原理无需进行采样数据同步处理，耐受电容电流和过渡电阻的影响。电流幅值差动保护判据以线路两侧的电流幅值差为动作量，幅值和为制动量，在发生电压互感器断线时，可作为阻抗差动保护判据的补充判据。仿真结果验证了该原理的正确性和有效性。     

大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算

提出了一种可快速、精确、方便地计算大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的实用方法。采用补偿法模拟网络操作和断相口的存在，建立起可适应网络操作的大型电力系统非全相振荡时任意时刻电气量的计算模型；在各序网计算模型断相口分别注入单位电流，求得单位振荡电流产生的任意节点各序电压；基于H型参数的物理意义，在计及电网结构影响的条件下，导出直接利用原网节点阻抗参数计算正序网断相口开路电压的公式，求得断相口各序实际电流；根据线性电路的齐性原理，得到大型电力系统非全相振荡时任意时刻的电气量。这种计算方法具有可自动适应网络操作、可计及电网结构对非全相振荡的影响、互感线路与无互感线路非全相振荡计算方法统一、互感线路非全相振荡计算无需修改故障所在互感组支路导纳矩阵等特点。文中算法已在大电网零序电流保护整定计算软件中实际应用，结果表明，算法在计算速度和精度方面均满足要求。     

电力电缆的零序电流保护方案

电力电缆的零序阻抗随零序电流的大小而改变，如果采用恒定值的零序阻抗来进行零序电流保护的整定，容易导致保护的不正确动作。由于电缆线路的零序阻抗是零序电流的函数，提出了基于迭代算法的零序电流保护的方案。利用经验公式来确定零序阻抗初始迭代值;采用最小二乘法对阻抗 — 电流曲线进行拟合求取零序阻抗;利用修正后的零序阻抗再次计算短路电流，直至前后2次计算出的接地电流的误差满足迭代精度要求。按照在线计算的零序阻抗值进行零序电流保护的整定，使得保护的特性适应于当前的电流值。保护的整定完全由装置自动完成，对当前系统的运行方式具有较好的自适应性。     

耦合双回线路任意点故障的仿真

在分析计及耦合的双回输电线路波过程的基础上，建立了双回线的扩展Bergeron模型。以此为出发点针对线路故障的电磁暂态仿真问题，对EMTP的耦合线路故障预处理方法进行了改进，使系统无需重新进行初始值及稳态计算而应用历史值即可完成新增短路节点的计算。该算法在分析双回线路任意点故障的电磁暂态以及线路保护仿真校验等方面具有重要意义。     

基于暂态信息的小电流接地故障区段定位

提出一种适用于配电系统架空线路的小电流接地故障区段定位新方法。该方法利用故障暂态电压、电流特征频段内分量计算无功功率，根据故障点前后暂态无功功率方向的不同确定故障区段。在故障信息不易获取的检测节点处，提出利用电磁场感应获取故障暂态信息的方法，通过测量架空线路下方垂直地面方向电场获取小电流接地故障暂态电压信息，测量水平方向磁场获取故障暂态电流信息，详细阐述了最佳检测点的计算思路，并以一典型10 kV架空线路为例验证了该方法的可行性。最后阐述了利用该方法实现故障区段定位需要解决的若干关键问题。     

光纤自愈环网电流纵差保护的数据同步方法

针对基于数据通道的同步方法不能适应光纤自愈环网通信路由的变化，提出了基于分布参数线路模型的同步算法。该方法利用分布参数线路模型，分别从线路两端计算保护安装处的电流相模量或电压相模量作为数据同步比较的依据，采用相位比较结合数据修正的方法进行采样数据同步处理。该方法同步速度快，不受通信路由变化、线路参数变化和谐波的影响，能够解决电流纵差保护在光纤自愈环网中的采样数据同步问题。ATP仿真和试验结果表明其同步精度满足电流纵差保护的要求。     

基于工频量补偿算法的长线距离保护

特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比，容易造成保护的超越或拒动。文中分析距离保护正确动作的条件:测距误差不大于故障距离与整定距离之差，提出将保护安装处的电流、电压补偿到距离Ⅰ段末端测距。仿真表明，该算法提高了距离Ⅰ段末端的测距精度，符合保护正确动作的条件，使保护正确动作。     

基于故障点位置识别的串补线路距离保护方案

分析并指出了电平检测方案存在的灵敏度不足的问题。简单介绍了利用保护测量电流、电压计算保护安装处至串补电容之间沿线各点电压的方法,并分别分析了在串补电容前和串补电容后故障以此方法所计算得到的沿线各点电压幅值的特点。在电容前金属性故障时,保护安装处至电容之间将出现电压极小值点,且电压幅值理论上为0;在电容后故障时,计算电压即使出现极值点其幅值也较高。据此提出了串补线路故障点位置识别的方法,结合传统距离保护形成了适用于串补线路的距离保护新方案。该方案能在可靠防止超越的基础上很大程度地提高距离保护的灵敏度。EMTP仿真验证了该方案的有效性和可靠性。     

正序电压电流补偿的方向元件

提出了一种基于正序电压电流补偿的方向元件，可用于高压输电线路纵联方向主保护。给出了补偿阻抗的确定方法，在经过合适的阻抗补偿后，该方向元件能够反应系统全相及非全相状态下各种不对称故障，不受系统振荡的影响，在启动元件启动后整个过程能长期投入运行。对于线路发生三相短路的解决办法是补偿加入电压电流的正序故障分量。用电力系统动态模拟试验的故障录波数据对该方向元件进行验证，结果表明，该方向元件能有效、可靠地判断出故障方向。     

基于正交投影变换的输电线路电磁暂态计算新方法

提出一种利用投影变换算子理论建立的暂态分析和计算的新思路。利用函数逼近、投影变换和多分辨分析理论将输电线路电报方程组投影到由一个关于时间变量 t的基函数，在某个二进分辨率下通过位移张成的函数空间中，得到一个只关于距离变量 x的向量微分方程组。利用线路的边界条件，即可求解出输电线路的暂态过程。该方法将二维偏微分方程的求解问题转化为数值计算，突破了传统的特征法，建立了新的输电线路电磁暂态计算模型和方法。利用单根线路的EMTP仿真证明了该算法的正确性。     

双回线路跨线故障及保护动作行为分析

以山西220 kV系统某线路的一次实际跨线故障录波数据为基础，分析了同杆双回线路保护安装处的电流电压特征，研究了该线路上4套不同厂家、不同型号常规微机型线路保护的动作行为，提出了同杆并架双回线保护选型应注意的问题。结果表明，异名相跨线故障期间，各端保护可以检测到零序电流，但无零序电压;变化量方向元件可以正确判断方向;采用零序电流 I · 0 和负序电流 I · 2A 构成的稳态量选相元件能正确选相;零序方向元件的动作行为不确定;相间测量阻抗增大、接地测量阻抗减小均不能正确反映故障位置。     

高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法

基于多传输线理论、频域分析法、数值拉氏反变换技术和卷积方法，提出了长线路任意点任意短路或断线及断路器开合的电磁暂态计算新方法，特别是考虑了电弧故障，使暂态仿真更加切合实际。该方法在ABC相分量上进行计算，考虑了线路参数频变的影响，适用于均匀换位或不换位的单回线、双回线以及线路传播常数矩阵Z与Y不能对角化的情况，使故障时刻故障点电压（对于短路）或电流（对于断线）相角及断路器开合时刻电流相角可任意设定。     

计算电网中电压元件保护范围的新方法

基于线路短路故障通用计算模型,利用正序网节点阻抗矩阵,根据电压元件保护范围末端相间短路时,保护安装处母线电压与电压元件定值相等的特点,提出了通过求解一元二次方程直接计算电压元件保护范围的新方法。该方法适用于各种接线形式的复杂网络,具有通用性强、计算量小、结果精确、易于编程实现等特点。     

架空线路小电流接地故障电流信息获取新方法

提出一种利用空间磁场感应获取小电流接地故障暂态及稳态电流信息的新方法。详细分析了架空线路周围故障磁场的特征，阐述了线路下方零模电流的最佳检测点的计算方法，提出通过感应该点处的水平磁场可以获取零模电流信号。在偏离该点的线路正下方附近，通过感应水平磁场可以获取以零模分量为主导的故障电流信息，感应垂直磁场可以获取以线模分量为主导的故障电流信息，并提出利用圆柱形线圈感应空间磁场获取故障电流信息的方法。最后通过实例仿真及试验验证了该方法的可行性。     

行波测距失效点处的故障测距研究

随着现代微电子技术的飞跃发展和对行波传播规律以及对暂态信号获取方法的进一步掌握，行波故障测距装置已广泛应用于超、特高压输电线路上，但行波测距方法有其固有的缺陷。文章在对行波测距盲区分析研究的基础上，提出了两种能消除行波故障测距盲区的故障定位算法。这两种方法都是利用故障线路重合脉冲来实现故障定位。算法1是将重合闸脉冲进行三次B样条分析后，根据合闸脉冲和合闸脉冲在故障点处的反射波之间的时间差来进行故障定位；算法2是利用故障线路重合过程中一端线路处于合闸而另一端处于断开状态，利用故障边界电流进行构造单端故障定位算法；并以特高压交流输电线路为研究对象，来进行算法的仿真验证。仿真结果表明，该方法能准确地进行故障定位，其精度不受故障点过渡电阻、故障类型、对端系统的阻抗及故障距离的影响。