自适应接地距离继电器的研究

接地距离继电器要解决的关键问题之一是提高其耐受过渡电阻的能力。在分析自适应接地距离继电器动作特性的基础上，提出了对自适应动作特性的修正方法，从而使修正后的自适应接地距离继电器既有很强的抗过渡电阻能力，又能有效地防止暂态超越。仿真结果证实了这种继电器具有良好的自适应性和选择性。     

利用二次函数修正微分方程不平衡量的距离保护算法

暂态超越现象的存在，使得距离保护Ⅰ段的作用受到很大限制，保护范围大大缩小，在高压电网甚至超高压电网中，暂态超越现象尤其严重。文中利用二次函数对微分方程中由于互感器特性不一致引起的不平衡量进行修正，能够防止距离保护的暂态超越现象，使得距离保护的动作速度显著提高，保护动作特性明显改善。通过动模数据和实际现场保护录波数据对算法进行仿真验证，结果表明所提出的算法能够明显改善距离保护Ⅰ段的保护性能，有效防止暂态超越。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（三）非故障线路的方向保护

基于各种换相失败情况下的直流系统等值工频变化量阻抗特性,对非故障线路的工频变化量方向元件动作特性进行了理论研究,分析了直流换相失败暂态过程造成非故障线路方向元件所感受到的暂态功率方向突变的问题;在此基础上结合方向纵联保护不同的动作逻辑,对直流换相失败暂态过程引起非故障线路方向纵联保护误动情况进行了分析;基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性。     

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。     

固定串补电容对工频故障分量继电保护的影响

固定串补电容对工频故障分量继电保护有一定的影响。按K(Zz d-XC)整定保护范围时，故障分量距离元件可用于快速切除近端故障，对于远区故 障，拒动、误动均有可能。当串补电容的容抗小于系统电源的正序阻抗(含短路点至电源的 正序线路阻抗)时，故障分量方向继电器可用于串补线路。     

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。     

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。     

±800 kV特高压直流线路暂态保护

在对±800 kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上,利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析,分析结果表明,暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征,利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算,验证该原理可靠性高、动作速度快,满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求。     

距离继电器正序极化电压

用电压相量图法讨论距离继电器的正序极化电压。针对长距离大负荷线路,分析比较了各种不对称故障前后的母线电压和母线正序电压相位变化情况,提出采用母线正序电压作为距离继电器的极化电压,在靠近距离继电器整定点以外附近处,发生经过渡电阻故障时,可有效减少和避免距离继电器超越动作范围。     

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。     

过渡电阻对水电厂线路距离保护的影响分析

为减小电阻对阻抗继电器的影响，本文阐述了距离保护中阻抗继电器的动作方程与动作特性的对应关系，研究分析了电力系统发生非金属性短路时，短路点存在的过渡电阻对距离继电器的影响，主要涉及到超越、失去方向性及区内故障是否拒动等问题。水电厂作为电力供应中最为重要的保障因素之一，当线路发生故障时，如何在最短时间内将电力系统隔离开，缩小事故范围，保证水电厂设备安全，是当前亟需解决的难点，有待于深入研究从而提高电力系统稳定性及供电可靠性。     

小波变换在配电自动化接地故障检测中的应用研究

配电网中发生最多的是接地故障，因此如何快速准确地检测接地故障成为配电自动化的一个较为重要的研究课题。国内外配电网中性点均采用非直接接地方式，在发生接地故障时，故障电压和电流的暂态过程持续时间短但含有丰富的特征量，而稳态时数值很小，因此在接地故障检测中选用一种适合分析其暂态分量的新理论，将有利于提高接地故障检测保护的性能。小波分析克服了傅里叶变换不能对信号同时进行时频局部化分析的缺点，具有很强的信号特征提取能力，尤其对暂态突变信号或微弱变化信号的处理表现出明显的优势。文中把快速衰减振荡的小波函数运用于配电网接地故障检测中，通过对EMTP仿真数据的分析，证明该方法可以有效提高接地保护的动作性能。     

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。     

凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及试验验证

同步发电机定子绕组内部故障分析是一个十分复杂而重要的问题。文中在建立同步发电机定子绕组内部故障暂态计算模型时采用通用支路电压矩阵方程来建立回路电流方程，具有简洁、通用性强的特点。利用多回路理论着重对同步发电机带载时定子绕组内部故障暂态全过程进行了仿真计算，并与试验录波波形进行了对比，结果表明这种仿真方法能够准确地模拟同步发电机故障暂态过程。文中还分析了影响暂态过程仿真精度的因素，认为铁心局部饱和、铁心剩磁、转速变化及回路电阻变化是产生仿真误差的重要原因。     

低频功率振荡中距离Ⅲ段动作特性

电网事故过程中的低频功率振荡可以引起输电线路距离保护的不合理动作，扩大停电事故范围。提出距离Ⅲ段保护动作的临界振荡角度和临界振荡频率的直接算法。根据线路两端等值电源电压，建立多项式形式的保护动作条件，直接求解临界振荡角度，在此基础上，分析继电器参数设置、等值电源阻抗和线路充电电容对保护动作条件的影响。假设振荡频率恒定，根据临界振荡角度计算振荡轨迹在保护范围内的停留时间，从而得到不同保护整定时间下引起距离Ⅲ段保护动作的临界振荡频率。仿真分析验证了所提出的算法的可行性和有效性。     

单相补偿式接地距离继电器统一形式的研究

高压输电线路最常见的故障是单相接地故障。为了提高距离继电器对单相接地故障的灵敏反应能力，简化继电器的表达方式，通过分析接地距离继电器的极化量，提出了单相补偿式接地距离继电器的统一形式。通过改变其中参数便可构成10多种常用的单相接地距离继电器。统一形式的提出有利于继电器的原理分析，也为继电器的现场应用提供了灵活性，同时为研制新的继电器提供了基础。介绍了以统一形式为基础设计出的两种新型接地距离继电器。仿真证明，提出的新型接地距离继电器比现有的一些继电器具有更好的性能。最后还就极化量选取原则做了初步探讨。     

UPFC暂态数学模型及其应用

针对UPFC拓扑结构变化复杂的特点，通过引入开关函数的概念，建立了可反映UPFC内部特性的统一的暂态过程的数学模型，与开关管动作时序、控制参数相结合可描述UPFC及其控制系统的动态过程。将其应用于IEEE First Benchmark Model，对UPFC的暂态数学模型及其阻尼次同步谐振的控制策略进行了时域仿真计算，结果表明了暂态数学模型和控制策略的正确性。     

串补电容对同塔双回线中的横差保护的影响分析

文章简单论述了横差保护应用于长距离输电线路的意义,简要说明了横差保护的原理,通过分析带串补电容的同塔双回线横差保护的动作行为,并提出串补电容对横差保护的影响,最后指出横差保护应用于带串补电容的同塔双回线路时需要注意的问题.     

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。     

多相补偿接地距离继电器动作特性的分析与计算

按比较三相补偿电压与零序电流相位原理构成的多相补偿接地距离继电器具有容许较大过渡电阻的优点，是一种比方向阻抗元件更为合适的短线路接地故障保护方式。本文分析了该继电器在单相接地与两相接地故障时的动作特性，并讨论了反方向故障可能失去方向性，区外故障伴随振荡可能超越，以及零序电流助增的相位影响，相间电弧电阻的影响等问题。应用数字机对继电器的动作特性进行了计算，以校核分析的结果。还计算了方向阻抗元件的特性与多相补偿继电器进行比较。数字计算能计及电源各相序阻抗数值不等、阻抗角不同，以及负荷，相间弧光电阻等因素，可得出精确的结论。