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。     

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。     

同杆并架双回线基于电流突变量的综合选相

相电流差突变量选相元件在单回线故障中具有良好的选相性能，但在同杆双回线跨线故障中可能误选相。利用六序故障分量的分析方法，分析了相电流突变量在同杆双回线跨线故障中的幅值和相位特征，给出了其相位比相方程。在此基础上，提出了一种运用测量阻抗和方向元件相结合的综合选相方法，并给出了选相流程图。仿真结果表明，在双回线简单故障和跨线故障时，基于单回线单端电气量的同杆并架双回线综合选相方法具有较理想的选相性能。     

一种新型振荡中故障选相元件

振荡中故障准确选相是有选择切除故障和确保距离保护正确动作的前提。在分析现有振荡中选相元件需开放条件配合,导致出口延迟,且易出现误选,进而导致距离保护误动的基础上,提出了一种新型选相元件,此元件首先利用零、负序故障分量进行故障分区,在分区的基础上改变目前采用阻抗确定故障相的做法,而采用Clark变换,分别通过α,β模量信息进行故障选相。此选相方法充分发挥了零、负序故障分量以及模量变化在振荡期间不涉及相量偏移带来计算误差等优势,有效避免了阻抗选相在振荡中的弊端。文中给出了基于RTDS动模仿真数据的测试结果,理论和测试表明:此方法在振荡期间能够可靠、快速、准确地区分故障类型。     

基于六序分量法的六相输电系统故障选相

六相输电是多相输电技术中最接近实用化的一种。针对其多达120种的故障,运用同正、负、零序和反正、负、零序的六序分量法分析六相系统故障,变换得到的各序分量物理含义清晰。六相系统中的同序量、反序量分别对应于双回线中的反序量、同序量,依据故障边界条件构成的复合序网得到了六相系统的序分量特征以及与六相系统兼容运行的三相系统序分量特征。在此基础上,提出一种判别六相输电系统故障类型的方法,可用作六相输电线路的选相元件动作判据。     

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。     

工频突变量相位比较式选相元件的研究

本文研究提出了一种适用于超高压电力系统的新型选相元件。在对各种故障进行分析和计算 的基础上，导出了选相元件的动作判据，并对它的动作特性作了大量的理论分析。文中还给 出了选相元件的方框图。该选相元件具有选相明确、结构简单、灵敏度高、可靠性好、适用 范围广、动作速度快等优点，因此，它将是一种较为理想的选相元件。     

电力系统振荡过程中序分量选相元件动作行为分析

对超高压输电线路微机保护所用序分量选相原理和防止振荡时误选相所用的不对称故障开放判据进行了较详细的介绍。对于振荡中心和单相接地故障在同一条长输电线路且两者之间有较远距离的情况，从不对称故障开放判据和阻抗排除法两个方面分析了造成误选相的原因。理论分析和动模试验都证实了这种误选相现象的存在，为以后序分量选相原理的改进提供参考。     

输电线路复故障情况下选相元件研究

首先分析了复故障情况下几种典型选相元件动作行为，然后结合分析结果给出了复故障情况下正确选相元件的整体方案：自适应采用电流量、电压量选相元件，在复故障情况下，利用电压选相元件的结果，通过两故障相分别与健全相构成的工频变化量方向元件来进一步区分区内故障相。基于中国电力科学研究院对于高压输电线路保护装置的检测模型，给出了此方案的RTDS试验结果，理论及大量的试验表明了此选相方案的有效性。     

基于自谐振神经网络的线路故障自适应选相元件

提出一种新的基于自谐振神经网络结构的自适应故障选相元件。采用故障分量作为网络输入量。由于故障分量能够很好地反映故障特征，而自谐振神经网络结构具有训练快速、不存在局部极小值点以及网络权值稳定等特点，因此自适应选相元件不受线路运行方式变化的影响。大量EMTP仿真和实际故障录波数据验证了其可靠性和正确性。     

基于小波变换的行波故障选相研究 第2部分 仿真试验结果

构造了一个新型行波故障选相元件，其基本原理是计算模量初始电流行 波在小波变换下的模极大值，根据3个模量的故障特征选择故障相。该选相元件克服了传统 选相元件的缺陷，充分利用了电流行波中的模故障分量特征，从而使选相结果准确、可靠 。EMTP仿真结果证明了该选相元件的有效性和正确性。     

故障分量提取及故障选相的新方法

提出了一种中低压中性点不接地系统故障分量提取的新算法，该算法既能提取短时的暂态故障分量，也能提取长时间稳定的故障分量，对速断、定时限及过电流保护都适用，可极大地改善延时保护的性能；在此基础上给出了自适应电流保护中系统阻抗准确计算的方法；针对目前利用相电流差故障分量选相存在灵敏度不够高的缺陷，提出了利用相电流之和的故障分量来进行故障选相的高灵敏度选相算法。     

基于故障类型的故障分量提取算法

提出了一种基于故障类型的故障分量提取算法，适用于中性点接地的高压系统。其原理是根据选相结果，先计算出保护安装处的负序及零序故障分量，然后根据故障类型特征计算出保护安装处的正序故障分量，最后按照对称分量理论，将各序故障分量合成得到故障相的故障分量。该算法弥补了目前方法由于只能获取故障发生最初短时的故障分量、只能用于快速保护的缺陷，采用该算法可以求得故障发生后任何时刻的故障分量，从而将故障分量引入后备保护。     

基于短路故障残压变换法的暂态稳定计算

基于短路故障残压变换法,提出了电力系统不对称暂态稳定计算方法。该方法结合了相分量法模型适应性和对称分量法计算效率高的优点,通过矩阵变换形成暂态稳定计算的机网接口和正序等效导纳矩阵,避免了复杂的复合序网形成过程。该方法既能应用于相分量坐标,也能应用于对称分量坐标,能够实现对多重故障和参数不对称元件的处理。仿真结果表明该方法简洁有效。     

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。     

六相输电线路的纵联方向保护方案

在典型的六相输电系统中，半正序、半零序和半负序故障分量不受系统阻抗变化的影响。文中提出了基于上述3种故障序分量的方向保护判据，并且将其综合在一起，构成了一种适用于六相输电线路的纵联方向保护方案。该方案能够根据故障的特性自动选择方向判据，并且能够反映除六相短路以外的所有故障。补充正序突变量判据以后，该方案能够判别六相短路故障。EMTDC仿真结果表明，该纵联方向保护方案不受系统阻抗和故障点过渡电阻的影响，原理简单、可靠，动作速度快。     

分层式电网区域保护系统的原理和实现

目前在高压电网中广泛使用的主保护是基于高频通道的纵联保护，而后备保护的信息则来源于单端信息的测量。文中分析了纵联保护和传统后备保护存在的问题，并结合变电站铺设光纤的现实条件，提出了一种新型的基于光纤环网通信，实现电气信息共享来进行故障定位的分层式区域保护系统。该系统可与传统的主保护和后备保护协同工作，进一步加强电网的第一道防线。详细介绍了区域保护系统的层次结构以及工作过程，阐述了用于故障定位的零、负序方向元件的原理，以及基于序分量和阻抗的综合选相元件的原理。EMTP仿真了各种故障，特别是区内外复杂故障情况下系统的动作行为，仿真结果证明了此系统的正确性。     

不对称暂态稳定计算新方法

在相分量法不对称故障分析的基础上提出了一种新的不对称暂态稳定计算方法。该方法在相分量坐标下处理故障和不对称元件，然后转换到对称分量坐标中，通过矩阵运算将零序、负序与正序解耦，形成暂态稳定计算用导纳矩阵，最后利用该导纳阵进行暂态稳定计算。该方法避开了复杂的复合序网形成过程，同时还可以在参数不对称的情况下进行暂态稳定计算，既具有对称分量法的计算效率，又继承了相分量法的模型适应性。计算结果表明，该方法计算结果准确，符合计算精度要求。     

基于故障分量正序电抗的方向元件

提出了基于故障分量正序电抗的方向元件。当线路上发生正向故障时,故障分量正序电抗等于背侧的系统电抗,极性为负,小于线路正序电抗;当线路上发生反向故障时,故障分量正序电抗等于线路和对侧系统的正序电抗之和,大于线路电抗。根据这个特点,可以判断故障方向。该方向元件易于实现,灵敏度高,不需要设置电压门槛,即使感受到的故障分量正序电压的幅值较小,仍可以准确地判别方向。