一种实用的新型高压输电线路故障双端测距精确算法

提出一种新型的高压输电线路故障测距的精确算法。该算法基于线路的分布参数模型，根据故障时沿线电压的分布规律，使用搜索迭代的方法计算出故障点的位置，不要求双端的数据同步，能消除过渡电阻的影响，且无需解长线方程，也不存在伪根的判别问题，具有较高的实用价值。EMTP仿真结果显示即使在较低的采样频率下该算法仍具有较高的精度。     

适用于特高压线路的差动保护分布电容电流补偿算法

从行波传播的角度分析了分布电容电流的形成机理，在此基础上提出了基于电流行波的新型分布电容电流时域补偿算法。新算法对于故障暂态和稳态过程中所产生的电容电流具有同样的补偿效果，而且不需要提高采样频率，不增加数据通信量。当线路内部无故障或线路中点发生故障时，新算法能完全补偿电容电流；当线路其他位置发生故障时，能够使动作电流与制动电流之比与电容电流被完全补偿时近似相等，从而有效地消除了分布电容电流对差动保护的不利影响。理论分析和仿真结果表明该补偿算法可应用于普通的特高压线路纵联差动保护。     

精确双端故障测距新算法

提出一种利用线路双端故障数据进行精确故障定位的新算法。新算法利用了故障后线路两端 的电压电流相量，考虑了双端采样数据的非同步问题，通过采用分布参数模型，精确考虑了 分布电容对测距算法的影响，从而大大提高了测距算法的精确度。该算法通过EMTP仿真和实 际故障数据的验证，证明有很高的精确度。     

一种特高压3/2接线纵差保护抗电流互感器饱和措施

特高压长线路3/2接线侧母线附近区外故障时2个分电流互感器都有可能饱和，使引入2个电流互感器和电流的相量差动保护遇到了较大困难。提出了一种实用抗电流互感器饱和措施，采用低电压启动判据筛选出可能引起电流互感器饱和的3/2接线侧母线附近的区内和区外故障，然后根据短数据窗电流不饱和的特点，采用适当的定值区分3/2接线侧母线附近区内故障差流和区外故障分布电容电流，从而通过闭锁防止区外故障因饱和误动。该方法已在实验样机中得到应用，并成功地通过保护动模试验。     

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。     

一种新的相间行波距离保护方法

当对端母线上仅有1回进出线时，行波保护确定故障为正方向就可以动作；当对端母线上有2回进出线时，区外故障的行波测距结果大于被保护线路长度，根据测距结果，行波保护可以容易地区分区内、区外故障。当对端母线上有3回及以上进出线时，行波测距结果在某些情况下不反应故障点到保护安装处的距离，不能用测距结果区分区内、区外故障。对于这种情况，文中首先给出了根据行波测距结果和行波波头计算故障过渡电阻的方法，然后对区内、区外故障测得的过渡电阻进行分析，表明区内、区外故障测得的过渡电阻有很大不同，据此提出了一种区分区内、区外两相故障的方法。大量电磁暂态仿真表明，该保护原理正确而且适用于三相故障。     

特高压长线路单端阻抗法单相接地故障测距

特高压长线路分布电容大，故障后波过程明显，基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题，采用分布参数建模，经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流（故障点电压）的相位信息。基于此，提出了一种新的阻抗法故障测距方法。该方法在故障点电压瞬时值过零点时刻计算测量阻抗，理论上不受过渡电阻的影响;基于分布参数模型，不受分布电容电流的影响。理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度，能够满足现场应用的要求。     

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器（TA）饱和时的2个重要特征：一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点，故障发生初始时刻并不会马上饱和；二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用，TA总是一段时间内工作在线性区，一段时间内工作在饱和区。在此基础上，提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法，利用附加制动区来判别区内、区外故障，当区外故障时一旦工作点进入附加制动区，则自适应增大出口判别次数，利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动；当区内故障时，出口判别次数自适应减少，保证差动保护快速动作。动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的。     

一种基于固有频率的长距离输电线路保护方案

故障后由于分布电容引起的高频分量在频域表现为固有频率主频的谐波形式。文中讨论了影响固有频率的各种因素，提出了一种基于固有频率的线路保护方案。首先对故障后的电流频谱进行分析，确定固有频率，然后计算固有频率下的阻抗，通过2种判据确定区内、区外故障。该方案不受故障时刻和故障位置的影响，大量的ATP仿真和MATLAB分析验证了该方案的可行性。     

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。     

±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。     

求解频域参数方程的双端故障测距原理

提出一种新的频域法双端测距原理。该测距原理无须知道被测线路的准确参数，而将输电线路电阻、电感、电容等参数作为待识别参数，利用故障暂态电流、电压丰富的频谱信息，结合故障暂态响应中测量点电流、电压频域网络方程，采用参数识别的方法求解故障距离及输电线路参数，克服了传统双端测距方法因线路参数不准确引起的测距误差。EMTP仿真表明该方法具有较高的测距精度。     

基于Bergeron模型的长线路微分方程算法研究

由于受分布电容作用影响，解微分方程算法应用于长线路阻抗计算时，其计算结果精度降低。针对以上问题，提出一种应用Bergeron模型将长线路进行分段的解决方法。长线路经分段后，利用保护安装处的电流、电压瞬时值应用Bergeron方法计算分段点处的电流、电压瞬时值。利用分段点处电流、电压应用解微分方程算法即可较精确地计算出线路阻抗。新的计算方法对前置低通滤波器滤波特性没有过高要求。仿真计算结果表明，新方法在特高压、长线路情况下仍然可以准确地计算出线路阻抗。     

克服距离保护暂态超越的新方法

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。分析了电容式电压互感器（CVT）和电流互感器（TA）的传变特性，指出了由于CVT和TA传变特性不一致引起的二次侧电压电流非周期分量无法平衡是导致距离保护暂态超越的根本原因。在微分方程算法的基础上，提出了一种通过在电压互感器二次侧叠加一个综合的衰减非周期分量使二次侧电压电流非周期分量基本平衡，从而提高保护精度、改善暂态超越的新算法。由于使用了最小二乘拟合算法，该算法自身就具有很好的滤波特性。经过EMTP仿真和实际现场数据验证，证明了该算法原理上的正确性和可行性，有很好的实用价值。     

一种基于固有频率的超高压线路相间保护方案

在分析影响固有频率因素的基础上，提出了一种利用固有频率的超高压输电线路相间故障保护方案。理论分析表明，故障后产生的各种频率信号中，固有频率信号是明确的，且信号较强，便于采集。该方案利用线路两侧的固有频率主频差和阻抗判据区分区内、外相间故障，可以有效提高区内故障时保护的动作速度，同时保证区外故障时保护不误动。该方案不受系统振荡、负荷电流、故障时刻、过渡电阻、故障点位置和系统运行方式的影响，受电流互感器饱和的影响较小。ATP仿真和MATLAB分析验证了该方案的有效性。     

光纤自愈环网电流纵差保护的数据同步方法

针对基于数据通道的同步方法不能适应光纤自愈环网通信路由的变化，提出了基于分布参数线路模型的同步算法。该方法利用分布参数线路模型，分别从线路两端计算保护安装处的电流相模量或电压相模量作为数据同步比较的依据，采用相位比较结合数据修正的方法进行采样数据同步处理。该方法同步速度快，不受通信路由变化、线路参数变化和谐波的影响，能够解决电流纵差保护在光纤自愈环网中的采样数据同步问题。ATP仿真和试验结果表明其同步精度满足电流纵差保护的要求。     

高压直流输电控制与保护对线路故障的动态响应特性分析

直流输电线路保护中,以电压变化率为动作判据的线路行波保护和低电压保护难以检测出线路高阻接地故障,线路差动保护需要通过闭锁躲避区外故障而使动作延时较长,从而难以起到后备作用。同时,直流控制系统环节对线路保护的动作特性也有很大的影响,小负荷水平下将导致线路电流波动而导致差动保护拒动。结合某一直流线路实际参数,基于真实的直流控制保护模型与参数的EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统分析了线路保护不正确动作的机理以及直流系统控制环节对线路保护的影响,并提出了解决方案。     

基于暂态零序电流比较的小电流接地选线研究

由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地故障检测始终没有彻底解决。分析了故障产生的暂态零序电流特征，根据相频特性将频率分为不同区段，论证了所选用的低频区段界限明确且对所有出线零序电压电流均呈容性关系。分析了其中暂态零序电流的分布规律，提出基于暂态零序电流该特定分量幅值极性比较的选线算法。该方法可靠性高，不受消弧线圈和不稳定电弧的影响。采用该原理的装置已在现场运行，效果良好。     

一种使用两端电气量的高压输电线路故障测距算法

提出了一种使用两端电流、一端电压的高压输电线路故障测距算法。该算法从原理上克服了 对端系统助增电流和过渡电阻对故障测距的影响，并对高压长线的电容充电电流进行了迭代 补偿；EMTP仿真结果表明，算法有较高的精度。     

T接线路行波差动保护

由于传统的行波差动保护无法应用于T接输电线路，文中研究了一种新的行波差流表达式，理论推导了其在区内故障时的差流特征。为有效躲过线路空充等各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡行波差流，引入电流行波制动量，提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案，在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论分析及EMTP仿真计算表明，该方案灵敏度高，动作速度快，对装置采样和通信速率没有过高的要求，能够在现有技术条件下实现，具有较高的实用价值。