基于故障分量的方向电流差动保护

针对全电流差动保护经大过渡电阻短路时灵敏性不足的缺点，提出了利用故障分量构成的方向电流差动保护新判据。该判据可以进一步提高保护对内部故障的灵敏性和对外部故障的制动作用，与其它保护判据相比其耐受过渡电阻的能力也有了显著提高。分析了其判据和动作特性，通过数字仿真证明了此新判据在500kV、300km单回输电线路末端单相接地短路能承受300Ω以上的过渡电阻。     

一种具有新判据的相间距离继电器

本文提出了一种分相式相间距离继电器新判据,并进行了定性分析。分析表明,由该判据构成的相间距离继电器能够满足系统振荡与短路同时发生时,区外(包括正向区外和反方向)短路不误动,区内短路不拒动,而且不受短路处过渡电阻的影响。     

不对称整定阻抗的多相补偿距离继电器在单相接地条件下的动作特性

采用单相补偿电压与相间补偿电压向量关系的多相补偿距离继电器能够有效防止系统振荡对距离保护的影响,补偿电压方程中整定阻抗相等,但该距离继电器在系统振荡较大且单相接地情况下反映故障相的动作元件存在拒动情况,以及反映非故障相动作元件存在误动情况;通过分析多相补偿距离继电器的动作方程,减小相间补偿电压的整定阻抗值和保持单相补偿电压整定阻抗值不变的不对称整定原则解决了上述问题,利用选相元件判断单相接地故障发生时刻相间补偿电压整定阻抗值,仿真计算结果有效证明了理论分析的正确性。     

基于自适应控制的双端电源线路距离保护

继电保护作为保障电力系统正常运行的保护装置,必须保证系统能够在各种故障情况下正确、快速、可靠动作,因此继电保护装置需要具有可靠的自适应反馈能力,能够根据系统故障类型的变化及时调整故障算法,使其工作在最佳状态。文章简述了传统距离保护的特性及缺点,同时分析对于双端电源线路接地短路时,过渡电阻对保护装置整定值的影响,并在此基础上提出对于经过渡电阻短路接地的双端电源线路,继电保护装置根据线路的电流分布系数确定测量阻抗的自适应算法,同时通过对继电器四边形特性下倾角的计算,实现保护装置的自适应距离保护控制。     

可变圆特性的故障分量距离继电器

通过对反应补偿电压变化量距离继电器边界动作特性的研究,提出了比幅式故障分量距离继电器的通用动作方程.为提高此类继电器的耐过渡电阻能力和避免因过渡电阻引起的同相问题的不正确动作,提出了一种可变圆特性的故障分量距离继电器及其具体实现方法.该继电器由三个动作方程分成两组动作判据构成.两组判据各采用不同的算法,一组判据通过采样值积分算法实现继电器的快速动作,另一组判据采用傅里叶算法实现保护的准确测量,两组判据相互补充,实现快速动作和提高耐过渡电阻能力的统一.并以750kV系统为模型进行了RTDS仿真实验.理论分析和仿真实验表明,该继电器安全可靠、快速,耐过渡电阻能力强.     

基于阻抗轨迹估计的自适应相间距离继电器

在双电源系统中，由于对侧系统助增电流的影响，保护测量到的阻抗会偏离故障线路的实际值，从而引起距离保护发生超越或缩短保护距离。正向经过渡电阻故障时，距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹可以利用故障前保护测量到的电压、电流，经过估算得到。通过对阻抗变化轨迹公式的推导和分析，提出一种基于阻抗轨迹估计的自适应四边形距离继电器的原理及实施方案。该继电器利用故障前系统正常运行时电压和电流的测量值，实时估计出阻抗变化轨迹，并自动调整继电器的动作特性。理论分析和仿真计算表明，提出的自适应距离继电器可应用于相间距离保护，可有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越，同时在区内故障时提高耐受过渡电阻能力。     

接地距离保护的新型自适应算法

基于单相接地模型计算出线路经过渡电阻接地时由于负荷电流、两侧系统阻抗角不相等引起的附加阻抗,并用来修正传统距离保护的判据,从而得到自适应接地距离保护的动作判据.新判据能准确地计算出线路故障阻抗的电阻分量和电抗分量,使四边形特性距离保护的电阻线和电抗线易于整定,避免下倾的电抗线缩小保护的范围和电阻线的躲负荷性能的复杂分析...     

（18期已排）一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法

针对光伏电站送出线路光伏电站侧距离保护受过渡电阻影响的问题,提出一种自适应距离保护方法。分析比较了过渡电阻对传统双侧电源线路和对光伏电站送出线路距离保护的影响不同原理,根据过渡电阻影响距离保护测量阻抗偏移相量图的几何关系推导出了一种新的自适应保护判据,该判据加入了自适应整定系数,且自适应整定系数仅依赖于附加阻抗倾斜角的获得。通过公式推导获得了倾斜角与故障线路两侧电流幅值比和相位差的函数关系,从而提出一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法。最后,在Dig SILENT/Power Factory软件中仿真对比了传统距离保护和改进距离保护下不同故障类型下光伏电站侧距离保护动作情况。仿真分析结果显示,所提方法极大地改善了过渡电阻对光伏电站送出线路距离保护的影响,从而验证了所提方法的可行性。     

正序电压极化阻抗继电器的保护失效边界模型

提出一组以故障距离和过渡电阻大小为核心因子的保护失效边界模型,用以评估阻抗继电器的耐受过渡电阻能力,同时用于探讨阻抗继电器因过渡电阻而拒动和误动的真实原因。重点分析正序电压极化的阻抗继电器,其具有保护区稳定、耐受过渡电阻能力强等优点。定义了能够使继电器正确动作的最大耐受过渡电阻值为保护失效边界电阻。根据保护失效边界模型计算出保护失效边界电阻值和相应的故障距离,用以绘制保护失效边界电阻曲线,再引入保护失效系数的概念,以此评估该继电器的耐受过渡电阻能力以及抗风险能力。PSCAD仿真结果表明,该模型可准确计算出继电器能承受的最大过渡电阻数值。     

过渡电阻对距离保护的影响

分析了过渡电阻对单相接地和相间故障时距离保护测量阻抗的影响,提出了通过采集同一时刻故障线路两侧电流、母线电压的补偿算法,消除过渡电阻对测量阻抗的影响。     

一种抗过渡电阻的新型自适应距离保护方案

针对过渡电阻对距离保护的影响,提出了一种新型自适应距离保护方案。根据单电源和双电源系统中电压与电流的几何分布特性,建立保护安装处与故障点间的电压降落方程,并据此求解自适应整定系数。在此基础上,借助故障电流和测量电流间的相位关系,确定故障点位置,最终构建新型自适应距离保护判据。基于实时数字仿真(RTDS)平台的仿真结果表明,该方法可在线自适应修正保护定值,并具备较强的抗过渡电阻能力,构成简单,易于实现。     

改进的比幅式工频变化量距离继电器方案

从实用的角度出发,提出改进的比幅式工频变化量距离继电器方案.通过综合阻抗继电器和电抗继电器的优点,即适当调整补偿电压故障量的大小,使新方案具有一定的耐受过渡电阻能力和抗干扰能力.对受端继电器,提出仅利用保护安装处的电压变化值构成同相点切换判据,可以有效降低系统参数的影响.由于同相点切换后,保护判据动作方程改变,因此在同相点前后,补偿电压的调整方向应该相反.仿真结果表明,弱电抗分量电抗继电器方案具有较好的性能,并且其保护范围和反应接地电阻的能力可以通过改变补偿电压值进行调节.     

距离保护特性元件躲过渡电阻能力分析与研究

对距离保护元件,由于存在过渡电阻,单侧电源线路经短线路出口故障或双侧电源的线路故障,容易引起距离保护拒动或误动。分析了过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨了接地及相间距离继电器这种受过渡电阻影响较大的元件阻抗圆特性躲过渡电阻能力改进,以及几种较好的躲过渡电阻特性,指出将这些特性组合起来将具有很好的躲过渡电阻的能力。     

四边形原理距离保护中电阻分量的研究

四边形特性的距离保护中电阻分量可以单独整定,电阻分量一般按照躲负荷的原则整定,并适当考虑过渡电阻的影响。通过研究负荷特性,结合平面几何知识,确定了负荷特性和四边形特性之间的关系,从而给出了电阻分量躲负荷的计算公式。由于目前采用的四边形特性距离保护中的电阻元件各段共用,可能在双侧电源时故障点经过渡电阻接地而引起超越,分别在原理设计和整定计算上提出了相应的改进措施,最后指出接地距离继电器的电阻分量不用过分考虑过渡电阻而设置很大。     

基于EMTP稳态计算的距离继电器静态动作特性分析方法

介绍了一种基于电力系统电磁暂态仿真程序（EMTP）稳态计算的距离继电器静态动作特性分析方法。该方法建立分布参数的网络模型,按照“改进直接法”的原理反复修改过渡电阻,并调用EMTP进行稳态故障计算来确定继电器的动作情况,从而求出某个故障点的临界支接电阻。综合全网络所有故障点的计算结果可得到某种故障继电器在该系统中的支接阻抗特性。该方法的网络结构具有一般性,故障计算准确可靠,仿真结果具有说服力。     

用于特高压输电线保护的能量方向元件

传统能量方向元件在特高压线路中不能正确判别故障方向,同时当线路出口发生故障时由于系统内阻很小而导致有功能量方向元件也不能做出正确的判断。提出了一种应用于特高压长距离输电线路的故障分量式能量方向元件,并且提出了相应的方向纵联保护原理,用贝瑞隆算法加以实现;从而使保护的可靠性大大提高;分析了保护判据及其动作特性。通过数字仿真证明了所提方向元件原理和保护判据的正确性和可靠性,该元件具有不受系统暂态过程、过渡电阻、串补电容等因素影响的特性,而且其灵敏度不受故障类型及故障位置等因素的影响,同时动作速度也较快,不大于20ms。     

计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路接地故障时域距离保护研究

新能源电源故障电流呈现弱馈性、强受控性并具有大量的间谐波,导致现有工频量距离保护可靠性下降,而时域距离保护主要根据方程求解故障距离,受新能源短路电流特性影响较小。针对新能源送出线路较长时,线路分布电容对零序电流相位的影响不可忽略,进而导致故障距离的计算产生较大偏差的问题,提出了一种计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路时域距离保护改进方案。首先,计及故障点两侧零序电流相位差的影响,将过渡电阻等效为过渡阻抗。然后,通过列写故障回路方程并求解故障距离,形成保护判据。最后,基于PSCAD/EMTDC大量仿真实验,验证了所提时域距离保护方案计算故障距离的误差较小,可以较好地适用于新能源经中长距离交流线路送出的场景。     

Distance Relaying Algorithm for a Line-to-ground Fault on Single Infeed Lines

Abstract—The work presented in this article addresses the problems encountered by the conventional digital distance relay used for the protection of transmission lines fed from one end. To observe its behavior during a high-resistance single line-to-ground fault, a laboratory prototype of a three-phase transmission line using equivalent power system components has been developed by the authors. Thereafter, a new digital distance relaying algorithm is presented for the compensation of errors produced by the conventional digital distance relay during a high-resistance single line-to-ground fault. The proposed algorithm is based on digital computation of impedance, which uses symmetrical components of three-phase currents and voltages measured at the local end only. The proposed algorithm has been tested using MATLAB/SIMULINK (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) software for a single line-to-ground fault considering wide variations in fault resistance, fault location, power factor, and short-circuit capacity of the source.     

A New Weak Fault Component Reactance Distance Relay Based on Voltage Amplitude Comparison

A new weak fault component reactance distance relay is proposed in this paper. By adaptive setting of the compensated voltage, the scheme synthesizes the performance of the impedance distance relay and the reactance distance relay. The distance protection relay on the receiving end will misoperate when the fault resistance is larger than the critical resistance. So a new switching criterion is applied to eliminate this disadvantage. Based on that, the proposed scheme can detect the fault with the high fault resistance in the setting coverage, regardless of whether the relay is located at the receiving end or the sending end. Test results from the simulation and experimental conditions show that the new scheme is successful in detecting the internal fault. It has higher sensitivity and selectivity during different conditions than the traditional fault component protection schemes.