特高压输电线路负序方向纵联保护

采用数字式二阶RC低通滤波器和半波差分傅里叶算法，结合相序变换滤取负序分量，可在微机保护中实现负序方向元件，并可在故障初几毫秒内正确动作。用该方法实现的负序方向元件可正确及时地捕捉到由不对称故障发展起来的三相短路故障瞬间的不对称，故可以反映各种不对称故障和由不对称故障发展起来的三相故障。仿真试验验证了用所提出的方法实现的负序方向元件用于特高压输电线路的可行性和优越性。     

非全相运行输电线路负序方向纵联保护方法

负序方向纵联保护具有能够保护故障全过程、不受线路分布电容和系统振荡影响等优点,特别适用于大容量、远距离超特高压输电线路,但无法应用于非全相运行方式,影响了其普及应用。针对该问题,文中利用系统正常运行、非全相运行和非全相运行再故障后3种状态下的相电压和电流相量,虚拟构造母线侧负序电压;并在计算过程中抵消非全相运行时系统中存在的负序电流分量,实现了一种适用于非全相运行方式下的输电线路负序方向纵联保护方法;使得负序方向纵联保护可以适用于输电线路全部运行状态,降低了负序方向纵联微机保护的复杂性,具有较高的实用价值。     

负序方向型发电机匝间保护误动分析及改进

介绍了葛洲坝等电厂两起匝间保护在区外故障过程中的误动事故，详细分析了负序功率方向 型匝间保护的暂态特性，提出进一步改善匝间保护负序方向元件暂态特性的4点建议及改进 方案。     

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。     

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。     

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。     

谐振接地系统的新型自动调谐装置

分析了线路对地电容对故障电流负序分量和零序分量的影响以及故障电流负序分量在配电系统中的分布特征，提出了根据接地时刻线路负序电流的相对最大值确定故障线路、根据故障线路负序电流和消弧线圈电流的相位差决定消弧线圈的调节方向、以故障线路负序电流分量的最小值为调节目标的新型综合自动调谐方法。该调谐方法在完成调谐的同时也完成了故障选线，但它并不以正确的故障选线为前提条件，无须测量配电系统的对地电容，也不受配电系统运行方式的影响。即使在故障接地期间改变配电系统的运行方式，该方法也能及时判断并准确调节消弧线圈电感使配电系统重新回到谐振状态。对开发的新型自动调谐装置样机进行了动模实验，结果验证了所提出的方法的正确性和装置的可行性。     

带负荷检验负序功率方向元件极性

新安装负序功率方向元件,为了保证其工作的正确性,有必要带负荷对负序功率方向元件检验。现以方向高频保护中负序功率方向元件为例,该负序功率方向元件由负序电压滤序器的输出电压U_(mn)经综合变压器转变为(?)_v。负序电流滤序器输出电压U_(ke)经综合变压器转变为(?)_I。(?)_v、(?)_1经综合变压器再转变为(?)_v (?)_1和(?)_v—(?)_1分别送入整流回路然后输出直流电压U_(ab)见图1。     

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。     

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。     

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。     

一种基于序功率方向的变压器保护方案

传统的变压器保护一直采用的是差动保护，始终存在需要附加励磁涌流判据的问题。而目前区分内部故障和励磁涌流的方法都是基于涌流波形特征提出的，均不可能做到完全正确。文中提出了一种与差动保护原理无关的变压器保护方案：对故障状态下系统正负序网络模型进行分析，由变压器两端电流电压计算出两侧正负序功率，根据序功率方向的不同，能快速、准确地区分变压器的内部故障、外部故障和励磁涌流。对于双端或单端电源网络，当以变压器两侧系统的综合阻抗角为动作灵敏角并且变压器保护区内发生不对称故障时，原边侧和副边侧的正、负序功率均为负值；当变压器保护区外发生不对称故障时，发生区外故障一侧的正、负序功率为正，另一侧的正、负序功率为负。如果负序功率与正序功率相比非常小，可以判断为三相对称故障，此时仅根据正序功率方向进行判断。如果副边侧正、负序功率均为0，则判为变压器空载合闸而引起的励磁涌流。此方法对不对称故障有很高的灵敏度。大量的ATP仿真验证了该方案的正确性。     

直流馈入下的工频变化量方向纵联保护动作特性分析（二）故障线路的方向保护

基于不同换相失败情况下的直流系统等值工频变化量阻抗特性,结合工频变化量方向保护原理,分析了不同输电线路故障时,直流换相失败对故障线路工频变化量方向元件产生影响的机理,并对各种情况下导致故障线路工频变化量方向纵联保护拒动的条件进行了深入分析。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性。     

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。     

基于模型识别的串补线路方向元件

提出了一种基于模型识别的串补线路方向元件的方向判别原理。采用时域算法,通过2种模型的模型误差、识别的电感值和电容值与实际值的差异构成方向判据。大量仿真验证表明,该方法不受衰减直流分量、故障类型、过渡电阻以及故障点位置影响,与传统工频量方向元件相比,不仅避免了电容器容抗大于背侧系统阻抗时引起的方向误判问题,而且提高了方向判别的准确性。     

平行线弱电强磁模型下零序方向元件改进

针对近来几起高压电网中由于线路零序互感影响而导致的纵联零序保护误动事件，分析了出现这种问题的弱电强磁联系的典型电网结构形式，研究了相邻线互感对纵联零序方向元件的影响，并分析了几种解决方法，提出采用一种新型的基于故障类型的零序方向元件，分析了该元件的可行性和具体方案流程，结合2次现场事例的数据分析验证了该方法的正确性。     

基于波形系数的自适应方向元件

目前的快速方向元件普遍采用短数据窗算法，针对其动作范围的整定有一定的保守性与盲目性的缺陷，提出了基于波形系数的自适应方向元件。波形系数可以描述非全波数据窗的波形畸变程度，且波形系数与相位计算误差有明确的关系。故障发生后，实时计算波形系数，并根据波形系数与相位计算误差的关系自适应地调整方向元件的动作范围，使方向元件更好地适应系统的故障状况，提高方向元件的性能。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，结果证明了该方向元件的优越性。     

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。