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。     

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。     

同杆并架输电线路跨线故障识别元件

通过对线路发生单纯性故障与跨线故障情况下的正、负序故障分量阻抗关系和正、负序故障分量电流幅值关系的分析，提出了一种判别电力系统发生跨线故障的判别元件。单纯性故障时，正负序阻抗角相等、正负序阻抗幅值相等、正序故障分量电流幅值不小于负序电流幅值;而当发生跨线故障时，以上关系不再成立，由此便可以得到系统发生跨线故障的判据。该判别元件原理简单，动作灵敏度高， EMTP仿真和现场录波数据验证了该判别原理的准确性。     

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。     

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。     

一种利用电压模故障分量的选相元件

针对系统参数可能的变化，分析了各种类型故障条件下电压模故障分量在故障点和保护安装处的特征，提出了一种利用电压模故障分量的选相元件，该元件利用电压故障分量，故障发生后可以快速动作。在此基础上，针对线路末端经高阻单相接地时该元件灵敏度不足的问题，提出了一种选相方案。ATP仿真和MATLAB分析验证了该方案的可行性。     

一种适合于同杆4回线的故障测距方法

在对同杆4回线解耦的基础上，提出了一种适合于同杆4回线的故障测距方法。同杆4回线内部发生故障时，可以将故障分量分解为12序分量，且利用该12序分量进行故障测距。考虑到在任何故障类型下，同杆4回线内部都会存在反序分量，所以提出了基于反序环流分量的故障测距方法。当同杆4回线内部发生故障时，从线路两端计算到故障点的反序环流分量电压相等，利用该关系可以求出故障点的精确位置。由于相互独立的12序分量完全能够解决线间耦合问题，文中提出的测距算法能够精确测距，测距精度不受故障类型影响。大量ATP仿真结果表明所提出的测距算法完全适用于同杆4回线的故障测距，测距精度不受过渡电阻、系统运行方式、线路两端功角的影响。     

方向高频保护负序功率方向元件的非全相运行性能分析

着重分析了负序方向元件在超高压线路中非全相运行时的工作情况，比较了各种电容电流补偿方法对负序方向高频保护元件的影响。EMTP仿真结果表明，线路两侧断线又发生故障时，基于故障分量的负序方向元件可以正确动作。     

故障分量分相补偿式方向元件

提出一种用于超高压和特高压输电线路上的分相方向元件。通过比较故障分量补偿电压和故障前电压的相位，从而判断是否正方向故障。该分相方向元件具有极强的方向性，能反应系统全相、非全相和振荡状态下的各种对称和不对称故障，具有很高的承受过渡电阻的能力。通过各种情况下大量仿真试验证明了此原理的优越性。     

频率偏移对方向元件的影响分析

方向元件是继电保护功能元件的重要组成部分,方向元件的记忆电压用于保证三相出口故障时的正确动作。通过分析电力系统频率偏移对基于傅里叶算法的电流、电压幅值和相位的影响,对正序方向元件的动作特性进行了探讨。针对频率偏移情况下电力系统故障时方向元件记忆电压存在的问题,给出了合理的解决方案。