基于补偿电压复合极化量的自适应距离继电器

方向阻抗继电器通常采用单一电压如正序电压作为极化量，其动作特性固定不变，不能自适应过渡电阻的变化。当高压输电线路发生单相经高阻接地故障时，过渡电阻可能导致阻抗继电器的稳态超越。在提高阻抗继电器自适应过渡电阻能力的同时，为避免因过渡电阻引起的不正确动作，利用补偿电压随过渡电阻变化的特性，提出了由补偿电压构成的复合电压作为极化量的阻抗继电器。在电压平面和阻抗平面分析了该继电器的动作特性，并以300 km线路500 kV双端电源系统为模型进行了仿真验证。理论分析和仿真计算表明该继电器具有较强的耐过渡电阻能力。     

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。     

基于正序电压替代的零序功率方向补充比相方案

输电线路发生接地故障时，可能因零序电压不满足灵敏度要求，导致零序方向元件不能正确动作。针对上述问题，文中系统阐述了各种不对称接地故障下，系统各点故障前后正序电压的相位偏差、过渡电阻对各序分量相位的影响、正序与零序电压间最大相位偏差、送端与受端功角对该相位差的影响等，并据此提出了零压不够时采用正序电压代替零序电压进行比相的补充方案。理论研究及实时数字仿真系统（RTDS）仿真表明，新方案区外故障时不误动，区内故障基本正确动作，从而较大程度地改善了零序方向保护的整体性能。     

新型阻抗选相方法

针对现有阻抗选相方法存在的误选相问题，提出了一种适用于微机保护的新型阻抗选相方法。该方法利用了单相测量阻抗、相间测量阻抗以及故障前负荷阻抗负荷状态下阻抗继电器的测量阻抗的幅值大小关系以及3个单相测量阻抗的相位关系进行比较。仿真计算表明，新的阻抗选相方法在高阻接地、弱馈等故障情况都有很好的选相能力，适于作为线路保护稳态故障选相元件。     

基于变压器中性点零序电流的方向元件

零序方向元件测得的零序电压实际为变压器的零序分压。随着电力系统的发展,变压器容量越来越大,其零序阻抗越来越小,导致保护上零序电压很小,不满足灵敏度要求,零序方向元件误动或者拒动。针对这一缺陷,通过分析变压器中性点零序电流和保护零序电流的相位关系,提出一种基于变压器中性点零序电流的方向元件。该元件以变压器中性点零序电流为参考,与保护零序电流进行比相,进而判断故障方向。经仿真验证,该方向元件动作准确、可靠。     

扩大单元接线发电机定子接地保护方案

指出现有定子接地保护应用于扩大单元接线方式发电机上的不足，提出基于零序方向元件的选择性定子接地保护方案。采用发电机机端零序电流、接地变压器二次侧电流以及发电机零序电压构造零序方向元件，零序方向元件的动作边界可灵活整定，能够准确判断发电机区内、区外单相接地故障。该方案已应用到微机型发电机保护装置中，现场模拟试验结果证明了该方案的有效性和可靠性。     

同杆线路零序互感对纵联距离保护的影响

由于同杆线路故障时电磁耦合的特殊性,其纵联距离保护误动和拒动的情况时有发生,而其距离测量元件在故障位置判断中起着关键的作用。当发生接地故障时,由于零序互感的影响,接地测量阻抗会产生偏差,导致保护的超范围与欠范围动作。文中结合电网运行实际,基于不同系统运行方式、线路运行方式和同杆架设形式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,并进一步分析了线路的不同运行方式下测量阻抗的偏差和影响的特征,进而提出了采用配置零序电流补偿系数的方式消除接地距离保护的测量误差的方案。     

基于相差统计的小电流单相接地选线新判据

小电流接地系统发生单相接地故障时，故障线路与健全线路在特征频段内零序电流的相位差别是接地选线判据的重要依据之一。文中在详细分析小电流单相接地故障暂态过程的基础上，提出了一种新的基于相差统计的小电流接地系统单相接地选线新判据。这种方法直接利用复小波提取各条线路零序电流各子频段信号的相位，借鉴统计学的方法计算出特征频段内线路间整体的相位差，通过对相位的直接比较选择出故障线路，充分利用了特征频段内的所有信息，计算方法简单可靠，抗干扰能力强，且判据不受系统接地方式、过渡电阻、合闸角的影响。仿真结果表明，这种方法能够可靠地选择出故障线路。     

接地故障零序方向元件拒动保护改进方案

对于大电源长线路的输电系统，当线路末端发生接地故障时，虽然零序电流达到定值，零（负）序方向元件由于零（负）序电压可能达不到方向元件的门槛值，造成保护拒动。针对这类问题，提出了2种解决方案：一种是当零（负）序方向元件由于零（负）序电压可能达不到方向元件的门槛时，以正序电压代替零（负）序电压作为零序电流方向判别；另一种是采用无方向零序电流反时限过流保护作为接地故障后备保护，并提出了新的电流互感器断线方案，解决了国内保护装置电流互感器断线与反时限零序后备存在的矛盾。     

纵联零序方向保护零序弱馈拒动的改进方案及其仿真

线路发生接地故障时,两侧零序阻抗相差过大将导致两侧零序电流差别过大,虽然两侧的零序方向元件均能正确动作,但是由于一侧零序电流达不到动作定值,从而造成纵联零序方向保护拒动。文中针对这种零序弱馈现象的产生进行了仿真分析,并且提出了针对零序弱馈的纵联零序方向保护的改进方案,进行了验证。实时数字仿真试验结果表明该方案解决了零序弱馈时的纵联零序保护拒动问题,有效改善了纵联接地保护的性能。     

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。     

特高压长线路距离保护算法改进

特高压长距离输电线路呈显著的分布参数特性，其电容电流很大。分析表明，线路末端三相故障时，线路首端的测量阻抗不与故障距离成正比。研究指出，相间距离保护的测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系，而传统接地距离保护应用于特高压长线路时存在原理性缺陷。理论分析并推导了新的接地距离元件测量阻抗的计算表达式，并提出了距离保护的改进措施，大量仿真证明了改进措施在特高压长线路上应用的正确性与有效性。     

一种新型序分量高压线路保护选相元件

提出了一种利用零序与正负序之和的相对相位关系选相新原理。该原理通过零序与正负序之和的相对相位关系，并结合零序与负序相对相位关系进行接地故障相别的判断。该选相元件从原理上克服了以往序分量选相方法受过渡电阻影响较大的缺点，原理简单，理论分析和大量的现场数据验证表明能有效可靠地选出故障相别，是高压线路保护实现单相重合闸较为理想的选相元件。     

新型微机电抗器保护的研制与开发

分析了目前超高压并联电抗器保护所存在的一些问题，包括电抗器匝间短路保护灵敏度与可靠性、电流互感器暂态特性不一致对差动保护的影响等。介绍了新一代数字式电抗器成套保护装置的总体设计思想(双主双后配置)、新型高灵敏度高安全可靠的匝间短路保护原理以及考虑电流互感器暂态特性不一致的差动保护原理。新型电抗器匝间短路保护由自适应补偿的零序功率方向元件、零序阻抗元件、故障开放元件、谐波闭锁元件以及具有工频变化量浮动门槛的匝间短路保护启动元件共同构成。给出了这些保护原理的数字仿真、动模试验及现场运行结果。     

基于相角差的发电机定子接地保护方向元件

分析了发电机发生内外部单相接地故障后,机端和中性点侧3次谐波电压、基波零序电压和零序电流之间相角的变化关系。在此基础上,提出基于相角判别的新型发电机定子接地保护方向元件。该方向元件由2部分组成:对距中性点50%以内的定子绕组故障,利用机端和中性点两侧故障分量3次谐波电压的相角值相等且为负值的特点构成;对50%以上范围的定子绕组故障,由于零序故障电压和电流均相对较大,采用零序电压和零序电流相位的关系来识别故障方向。该方向元件构成原理简单,可以与目前现场应用的各种单相接地保护方案配合使用,具有较强的工程应用前景。     

羊湖电厂110kV线路零序功率方向元件带负荷试验

按绝对值比较原理构成的零序功率方向元件，在零序电流方向保护中应用极为广泛。在常规的模拟调试中难以直接模拟出运行状态下接地故障时的零序电流和零序电压，因此要正确判断零序功率方向元件接线的正确与否，应在带负荷状态下，用负荷电流通过人为改变保护用的电流互感器和电压互感器二次回路的接线方式，来达到试验目的。     

基于偏磁消弧线圈的综合增量法单相接地保护

分析了补偿电网单相经电阻接地的现象，利用消弧线圈电感变化前后的系统零序电压和零序电流定义了零序电流综合增量概念。给出了零序电压、零序电流和综合增量的向量图及不同接地电阻下向量的变化轨迹。建立了综合增量与补偿电流变化前零序电压百分数和补偿电流变化量之间的关系，构建了零序电流综合增量法接地选线判据。介绍了基于上述原理的接地选线装置的硬件结构及软件流程。设计了带自检线圈的零序电流互感器和自检及误差矫正单元。样机经现场运行表明选线准确、可靠。     

解决电压互感器二次侧故障对距离保护影响的新方法

分析了电压互感器（TV）二次侧两点接地故障对电压的影响，得出TV二次侧两点接地只影响零序电压，从而影响接地距离保护的正确动作。提出了一种基于参数识别的距离保护原理。该原理基于输电线路R-L模型，采用准确测量的零序电流在系统阻抗上的电压降代替受影响的零序电压，有效地解决了TV两点接地故障对接地距离保护的影响。ATP仿真和现场数据验证了该原理的正确性和可靠性。     

自适应接地距离继电器

基于单相接地模型，推导得到由故障点两侧零序阻抗角差异引起测量电抗的综合误差，根据综合误差的具体情况对测量电抗进行补偿，从而得到自适应接地距离继电器动作判据。新判据的多边形阻抗特性用纯电抗线来代替传统的电抗下倾线，不再像传统距离保护那样盲目地缩小动作范围。在可靠防止距离保护超越误动作的前提下，扩大了距离保护的动作范围。用EMTP进行了大量的数字仿真实验，结果表明，自适应阻抗动作判据能有效防止保护超越误动作，也提高了区内故障的动作灵敏度。     

微机距离保护中几种接地距离继电器方案的分析比较

接地距离继电器最关键的问题之一是继电器耐受过渡电阻能力的强弱。接地故障时，由 于过渡电阻的存在可能导致继电器稳态超越或拒动，从而严重地影响了接地距离保护的性能 。文章对几种用于微机距离保护中的接地距离继电器的运行特性进行分析和比较，以期获得 性能最优的接地距离保护方案。