基于序分量综合阻抗的母线保护原理

提出了母线正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念,通过分析母线区内、外故障时3种综合阻抗的特征,分别利用阻抗幅值和相角构成了基于正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗以及零序综合阻抗的母线保护原理。3种保护原理在母线区内、外故障时特征明显,判据简单、易整定,而且原理本身不受3/2断路器接线的母线区内故障汲出电流以及过渡电阻的影响。当母线区外故障电流互感器(TA)饱和时,利用各个序分量综合阻抗相角所构成的TA饱和识别判据能够可靠地将母线保护闭锁,从而避免保护误动;当母线区内发生故障有TA饱和时,保护性能不受影响,能够可靠地快速动作。基于正序故障分量综合阻抗的母线保护原理可以反映各种类型的母线故障,对于最严重的三相短路故障可以快速切除;基于负序、零序综合阻抗的母线保护原理则可以在故障后长期应用,不受系统振荡的影响,而且对于高阻接地故障依然能灵敏动作。3种保护原理可构成完整的母线保护方案。EMTP仿真结果验证了新原理的有效性和可行性。     

一种采用纵向阻抗的变压器保护算法

针对变压器差动保护需要通过二次谐波等算法来识别励磁涌流的问题,在纵向阻抗保护原理的基础上提出一种基于故障序分量的变压器保护算法。利用故障序分量纵向阻抗在内部故障小于变压器漏阻抗,在外部故障、空载合闸大于变压器漏阻抗的特点,算法能够可靠识别故障区域。在变压器空载合闸时依据输电系统中稳定的阻抗关系,可以有效抵御励磁涌流的影响,使得保护算法在空载合闸时可靠不动作。同时考虑区外故障电流互感器可能发生的各种饱和情况,算法能够正确识别故障区域,具有较强的抗干扰能力。通过在PSCAD中进行仿真试验,结果表明算法不受电流互感器饱和、励磁涌流的影响,具备较强的可靠性和抗干扰能力,拥有良好的工程应用前景。     

切除外部故障时电流互感器局部暂态饱和对变压器差动保护的影响及对策

针对近年来相继出现的变压器差动保护在外部故障切除时发生误动的现象，研究了TA(电流互感器)局部暂态饱和的物理现象和TA局部暂态饱和的数学模型。通过模型仿真、实验室小TA的试验、现场误动录波数据的分析，指出TA工作在饱和点附近的小工频电流传变是引起差动保护误动的根本原因，此时差动保护因制动量小而非常灵敏，如果处理不当可能会导致差动保护的误动，同时分析出TA在较长时间的非周期分量作用下(如和应涌流、穿越性涌流等)，即使只是带负荷电流，也会出现局部暂态饱和现象。针对此问题提出了基于反时限特性的电流差动保护方案，该方法能有效地防止因外部故障切除TA局部暂态饱和引起的差动保护误动。     

基于瞬时阻抗的母线保护新原理

提出了一种基于瞬时阻抗的母线保护新原理,将母线内部故障状态等效为一个电感电路模型,并分别定义了母线的瞬时等效阻抗值与瞬时制动阻抗值.当母线发生内部故障时,二者大小相等,均反映母线上各支路阻抗的并联值,其值相对较小;当母线发生外部故障时,无论电流互感器(TA)饱和与否,瞬时等效阻抗值至少大于2倍的瞬时制动阻抗值.据此可以准确区分母线的内、外部故障,使得保护能够快速动作或者可靠制动.基于新原理的母线保护无需配备专门的TA饱和识别元件.保护判据不受过渡电阻的影响,具有明确的动作边界.而且原理本身对于各次谐波及非周期分量都适用.EMTP仿真验证了其可行性.     

一种可靠的变压器差动保护综合实现方案

介绍了一种较为可靠的变压器差动保护综合实现方案。励磁涌流制动采用新型二次谐波制动法,较好地解决了变压器差动保护快速性与可靠性之间的矛盾;采用基于双制动曲线的抗电流互感器(current transformer,CT)饱和措施,区外故障CT饱和后,根据变压器各绕组谐波比确定CT饱和程度,适时采用不同的制动曲线;配置采样值差动保护并与常规差动保护协同合作,保障了保护动作的灵敏性和快速性,使得变压器差动保护整体性能更佳。实时数字仿真实验和动态模拟试验结果表明该方案整体性能优越,投入现场运行后效果良好。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

应用电子式电流互感器的变压器差动保护研究

电磁式电流互感器在电力系统故障情况下可能发生饱和，常导致继电保护装置误动或拒动。利用电子式电流互感器无饱和的特点，在动模试验环境下，研究了应用电子式电流互感器的变压器差动保护性能，指出电子式电流互感器采用空心线圈，没有饱和现象，可正确反映故障情况下各次谐波含量，提高变压器保护区外故障时动作的安全性、区内故障时动作的可靠性以及基于谐波制动原理的差动保护动作速度。结合实际应用中的问题，指出GPS硬件时钟同步法是解决数据同步采样问题的优选方案，并对应用电子式互感器的差动保护新原理的研究进行了简要探讨。     

电力变压器新型微机保护原理的研究

为了防止二次谐波制动原理的变压器差动保护在内部故障伴随较高二次谐波时延时动作 或拒动，本文提出了一个新原理的微机变压器保护。它在不改变传统变压器差动保护测量电 路形式的基础上，用单片机软件编程加以实现，大量的仿真实验已证明其具有较好的动作特 性。     

一种基于序功率方向的变压器保护方案

传统的变压器保护一直采有的是差动保护，始终存在需要附加励磁涌流判据的问题。而目前区分内部故障和励磁涌流的方法都是基于涌流波变形特征提出的，均不可能做到完全正确。文中提出了一种与差动保护原理无关的变压器保护方案：对故障状态下系统正负序网络模型进行分析，由变压器两端电流电压计算出两侧正负序功率，根据序功率方向的不同，能快速，准确地区分变压器的内部故障，外部故障和励磁涌流。对于双端或单端电源网络，当以变压器两侧系统的综合阻抗角为动作灵敏角并且变压器保护区发生不对称故障时，原边侧和副边侧的正，负序功率均为负值；当变压器保护区外发生不对称故障时，发生区外故障一侧的正，负序功率为正，另一侧的正，负序功率为负。如果负序功率与正序功率相比非常小，可以判断为三相对称故障，此时仅根据正序功率方向进行判断。如果副边侧正，负序功率均为0，则判为变压器空载合闸而引起的励磁涌流。此方法对不对称故障有很高的灵敏度。大量的ATP仿真验证了该方案的正确性。     

基于变压器模型的新型变压器保护原理的研究

针对变压器电流保护多年来一直存在的区分励磁涌流和内部故障电流的难题，该文阐述了基于变压器模型的新型变压器保护方案的基本原理，推导出了基于该原理的两绕组和三绕组变压器的动作方程，提出了变压器保护方案。该方案不受励磁涌流的影响，并且避开了变压器难以得到的内部参数。仿真试验结果表明该方案能够可靠、迅速的切除变压器内部故障。     

利用改进型波形相关法鉴别励磁涌流的研究

提出了一种基于相关分析的变压器励磁涌流识别判据,该判据通过改进的最大面积法重组一周波数据窗内的采样信号,通过比较其前后半周波波的相关性来区分励磁涌流和故障电流。仿真和动模试验表明,该判据能正确识别各种情况下产生的励磁涌流通,在变压器带长线发生内部故障、内部故障与励磁涌流并存及CT特性较差的情况下,仍能快速正确地启动出口动作,具有较好的鲁棒性,该方法算法简单,能在现有的硬件平台上实现。     

基于波形识别的变压器自适应制动比率差动保护原理

带多段折线或非线性特性的比率差动保护引起了广泛的关注，其中三折线比率制动特性的差动保护已在变压器保护中得到了应用，但是，如何整定各段折线拐点及非线性特性依然是一难题。文中分析了差动不平衡电流、电流互感器(TA)饱和、TA传变误差及波形相关系数之间的关系，并通过大量的仿真计算，得到了TA传变误差与相关系数的比率关系，在此基础上，提出了一种根据波形相关系数自动调整制动比率特性的变压器差动保护原理。     

基于电压与电流微分比值原理的新型变压器保护

为解决变压器差动保护由于励磁涌流而经常误动的问题，从变压器磁特性出发，先阐述了利用磁通特性原理区分励磁涌流的不足，然后提出了利用电源侧电压和电流微分的比值来判别变压器是否含有励磁涌流的新方法。此方法原理简单，易于实现，无需任何先验参数，具有数据采样方便，计算量小，动作可靠、迅速等特点。对变压器各种运行状态进行ATP仿真试验，初步证实了该方法的正确性。最后通过对动模试验数据的分析表明，该方法能够迅速、可靠地切除变压器内部故障，具有很高的实用价值。     

采用数学形态学防止变压器差动保护误动的新方法

为有效地防止变压器区外故障TA饱和引起的差动保护误动,该文提出了一种基于数学形态梯度实现TA饱和检测的新方法.与传统的“时差法”不同,该方法仅需要对故障发生时刻进行检测,不需要对差流出现时刻准确定位,通过对故障后的一小段差流波形进行适当变换,构造出新的电流波形,然后利用数学形态梯度进行处理,提取出电流波形特征,从而实现在TA严重饱和的情况下,对差动保护区内外故障的准确识别.新方法计算简单,快速可靠,EMTP仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.     

用波形拟合法识别变压器励磁涌流和短路电流的新原理

提出了一种利用波形特征区分变压器励磁涌流和内部故障的新方法。该方法基于涌流波形畸变严重的基本思想,能够利用较短的数据窗,预测出相应的标准正弦波,通过分析实际采样波形与标准正弦波的相似程度来区分变压器励磁涌流和内部故障。理论分析和EMTP仿真均表明：该方法数据窗较短,特征明显,识别正确,不受电流互感器饱和的影响等。     

基于小波变换的电流互感器饱和实时检测新判据

目前微机母线保护最常用的方法是电流瞬时值差动保护。这种方法受电流互感器（TA）饱和的影响而容易误动作。一种解决的方法是当TA饱和时闭锁母差保护。但该方法当故障由区外转为区内时保护会拒动。文中利用小波变换能检测信号奇异性的原理,提出了一种实时检测TA饱和区和线形区的一种新方法。在故障开始后对TA二次电流实时进行多尺度小波变换,由于TA二次电流波形在故障发生时刻、进入饱和时刻和出饱和时刻都有奇异性,分别对应小波模极大值,可根据小波模极大值的不同特征判断对应时刻的是进饱和点还是出饱和点,从而实现TA饱和区闭锁、线形区开放的母差保护。     

空心线圈作为保护用电流互感器的理论分析和试验

开发新型电子式互感器是电力系统自动化和数字化的一个发展方向，文中论述了空心线圈用做电流互感器的工作原理及与传统互感器的不同之处，根据保护的要求，重点分析了频响工作特性，并针对具体对象研制了样机。样机试验结果为：对保护，在2 kHz频宽、20倍额定电流范围内，误差小于1%；对测量，可达0.2级。理论分析和试验结果证明空心线圈电流互感器以其线性好、频带宽、无饱和、体积小等优点能完全满足电力系统保护和测量的需要，而且特别适用于微机化保护装置和电子式测量仪器。     

基于零序分量的距离继电器

提出了一种基于零序分量的距离继电器，具有故障分量继电器所特有的不受负荷、系统运行方式、系统振荡等因素影响的特点。此继电器所需的零序分量现场获取简单，故障后可以长期存在；对于现场较易出现的电压回路异常、零序电压量自动由自产转为开口三角(3U0)电压后，继电器仍能正常工作；该继电器的动作公式为模量比较，现场实现简单可靠。理论及大量的EMTP仿真表明：此距离元件综合性能良好，具有明显的方向性，完全可以作为高频方向元件的辅助元件，以提高方向元件的现场性能，提高可靠性。