半波长输电线路故障分析与差动保护性能分析
半波长交流输电线路保护原理的研究
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毒 Ｊ 霎
一
允许发 电机进行无功输 出控制 （ 如果电抗为 ０ ， 这将是 不可 能 为 了避免发电机产生 自激振荡的危险 为 了确保半波长线路运行在规定系统频率范围
科 技信窟
半波长交流输电线路保护原理 的硼夯
宁夏 电力公 司 中卫供 电局 方 园
［ 摘 要］ 半波 长交流输 电线路 由于其输送距 离长、 电压等级 高， 正常运行状 态以及 故障状 态下的电压 电流特征都 不同于普通短线 路 。它的分布参数 特性 较显著 ， 线路分布 电容 大， 由电容效应引起的过 电压 问题较严 重， 传 统的线路保 护策略不能直接用 于长交流输电线路 Ｈ ＷＡＣ Ｔ的经 济性极 佳。 由于 Ｈ ＷＡＣ Ｔ输 电不需 要安装无 功补偿 装置， 全线没有开 关站 ， 输 电设备数 量可大大减少 ， 因而造 价很低 。一 般 而言 ， 输 电距离 超过 临界距离后 ， 高压直 流输 电比高压交 流输 电经 济。但是 ， 在半 波长的这种特定 的超远距离送 电的情 况下 ， ＨＷＡ Ｃ Ｔ 输 电的经济性不仅 优于中短距离 的高 压交流输 电， 而 且也优于高压直 流 输电 。因此半波 长交流输 电的应用会 越来越 多 ， 本文就 对 Ｈ ＷＡ Ｃ Ｔ 线
输 电线 路 ， 而 针 对 半 波 长 交流 输 电线 路 保 护 的 研 究 并 不 多见 。 本 文 采 用 输 电长 线 的 贝瑞 隆模 型进 行 了线路 的故 障 分析 计 算 ， 并充 分
考虑 了分 布电容 的影响 ， 自动计入分布 电容 电流 。提 出了一种基于 贝瑞隆模型的适 用于半波长交流输电线路保护的继 电保护新 策 略， 通过 电磁 暂态仿 真软件 Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ进行 了大量的仿真 实验 ， 结果表 明这种线路保 护策略较适合应用于半波长输电长线的保护 。 ［ 关键词］ 半波长交流输 电 贝瑞隆模型 继电保护 Ｐ Ｓ ＣＡ Ｄ仿 真
半波长输电技术
半波长输电技术
半波长输电技术是一种特殊的输电技术，其特点是输电线路的长度接近于一个工频半波长，即3000km（50Hz）或2600km（60Hz）。
这种技术可以实现全线无功自平衡，无需安装无功补偿设备，全线无需设置中间开关站，可以和直流输电系统一样实现点对点或点对网输电。
半波长输电技术的优点包括：
1. 无需安装无功补偿设备，全线无功自平衡，降低了建设和维护成本。
2. 全线无需设置中间开关站，减少了建设和运营成本。
3. 可以实现点对点或点对网输电，提高了输电的灵活性和可靠性。
然而，半波长输电技术也存在一些局限性：
1. 线路故障时会产生很大的暂态过电压，可能会引发系统失稳等问题。
2. 由于线路的故障率较高，需要采用快速保护措施，增加了技术难度和成本。
3. 线路电容发出的无功难以被线路电感完全消耗，需要采取措施进行平衡。
总之，半波长输电技术是一种特殊的输电技术，可以实现全线无功自平衡和点对点或点对网输电。
虽然存在一些局限性，但在特定的应用场景下可以发挥重要的作用。
输电线路故障行波保护综述
特殊的同步点数据，提高差动保护在区外故障时的运行速度和可靠性㊂文献［３０］基于宽频带且短时窗的故障行波信息，提出一种适用于超／特高压输电线路且快速可靠的行波差动保护新方法㊂以上对行波差动保护的研究大多集中在交流线路上，而对直流线路的研究较少㊂同时，分布电容电流对行波差动保护的影响较小，因此行波差动保护在直流保护中具有较好的应用前景㊂２．３㊀行波方向保护行波方向保护依靠方向继电器判断故障发生在输电线路区内或区外㊂其基本原理是比较电压㊁电流行波的极性或幅值，根据比较结果判断故障位置是否位于保护装置的正方向㊂如果将线路两端的保护装置判断为正向故障，则最终确定直流输电线路存在故障，否则认为故障不在直流线路上㊂规定行波电流的正方向为由母线指向线路㊂如图３所示，当线路内部发生故障时，故障行波从故障点Ｆ向线路两端传播，保护安装处测得的反向电压行波为故障行波的入射波，正向电压行波为故障行波在母线上反射后的反射波㊂可以得到：故障行波在ｍ侧与ｎ侧与规定的正方向都相反，均为负极性，所以两端的极性相同㊂图３㊀线路内部故障时的正向和反向电压行波Ｆｉｇ．３㊀Ｆｏｒｗａｒｄａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｖｏｌｔａｇｅｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅｓｗｈｅｎｆａｕｌｔｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｌｉｎｅ线路外部发生故障时，如图４所示，故障行波从故障点Ｆ先到达ｍ侧，与ｍ侧规定的正方向相反，为负极性；之后继续向ｎ侧传播，与ｎ侧规定的正方向相同，为正极性㊂ｍ侧为负极性，ｎ为正极性，所以两端的极性不同㊂图４㊀线路外部故障时的正向和反向电压行波Ｆｉｇ．４㊀Ｆｏｒｗａｒｄａｎｄｒｅｖｅｒｓｅｖｏｌｔａｇｅｔｒａｖｅｌｉｎｇｗａｖｅｓｗｈｅｎｆａｕｌｔｓｉｎｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｌｉｎｅ行波方向保护主要利用初始行波的极性㊁幅值等信息构成判据，通过两端极性的差异判断故障位置㊂根据行波方向保护或方向元件的原理，主要分为４类：行波判别式方向保护㊁行波幅值比较式方向保护㊁行波极性比较式方向保护和行波电流极性比较式方向保护㊂行波判别式方向保护根据正㊁反向方向继电器动作顺序来判断故障方向，进而根据两端方向元件的动作结果判断保护是否动作㊂如果正向行波继电器先动作，反向行波继电器后动作，为正方向故障；否则，为反方向故障㊂行波判别式方向保护动作速度快㊁与故障位置等无关，具有灵敏的方向性，但对噪声敏感，容易误启动［３１］㊂行波幅值比较式方向保护通过比较正㊁反向行波的幅值关系来判别故障方向㊂文献［３２］对传统的行波幅值比较式方向保护方法进行了改进，针对故障发生后正向与反向行波幅值积分的比值来确定故障方向，提出了一种新型暂态行波幅值比较的方向保护方案，其性能基本不受故障电阻等影响，且保护原理简单明了㊂然而，行波幅值比较式方向保护的阈值设置并不容易掌握㊂初始正向和反向行波信号受母线结构㊁接地电阻和初始故障角的影响，且对通道有很强的依赖性㊂行波极性比较式方向保护利用行波分量到达线路两端的瞬时极性判断故障方向㊂当极性相同时，判为区内故障；当极性相反时，判为区外故障㊂文献［３３］针对电压波形易受平波电抗器和直流滤波器的影响和方向行波变化率易受过渡电阻的影响，提出了不受过渡电阻影响的基于相模变换的行波极性比较式方向保护，能够在区内高阻接地故障时可靠动作㊂但行波极性比较方向保护易受外部故障和高次谐波的影响，容易引起误动；隔裂了初始行波的幅值和极性关系；当外部故障后连着发生内部故障时，保护拒动；受故障初始角和母线结构影响，且对通道有很强的依赖性㊂行波电流极性比较式方向保护根据线路两端行波电流的相对极性判断故障㊂文献［３４］分析了直流输电线路行波保护存在的主要问题，提出了基于数学形态学改进的直流输电线路电流极性比较式方向保护方案，能可靠区分区内外故障，且实时性好㊁速度快㊁时延小㊂但行波电流极性比较式方向保护对通道的依赖性强，易受初始角等影响㊂文献［３５］提出了一种基于故障电流前㊁后行波初始波头时差的柔性直流输电纵联方向保护，利用多孔算法识别出故障行波的初始波头，并利用前行波和反行波的初始波头的时间差来区分内外部故障㊂２．４㊀行波边界保护当输电线路发生故障时，故障行波引起线路边界波阻抗变化，导致故障前后电量的故障特征差异㊂利用这种差异来实现超高速动作的保护称为２５。
第27篇 半波长输电线路科普
第 27篇 半波长输电线路科普波长λ——同一时刻t ，波线上相位差为2π的两点间距离。
所谓半波长输电是指工频半波长的超长距离线路输电km ms ms km 30002201010300233=⨯⨯=λ可见，半波长线路特别定制的线路。
下面所有定义，分有损和无损，有损用00Y Z 和；无损用00C j L j ωω和。
波阻抗0000C L Y Z Z C == 线路传播常数λπωγ20000j C L j Y Z ===，πλγ2lj l =∴弧度 波速度001C L =ν 有重要概念：有波动才有波速之说，波动与R 和G 无关，它们只消耗能量，不影响波动！因此，00Y Z j ων≠ f j Tj T j ππγλωγν22==== 1cosh()()21sinh()()2Z Z Z Z Z e e Z e e --=+=- 上式中Z 为复数。
如果Z 为虚数，实部为0，即Z j β=，则1cosh()()2cos 1sinh()()2sin j j j j j e e j e e j ββββββββ--⎧=+⎪⎪=⎪⎨⎪=-⎪⎪=⎩所以在运算时，碰到虚数的双曲函数运算，可以直接化为三角函数运算。
在半波长输电线路中，一旦不考虑损耗，那么传播常数γ是虚数，波阻抗cZ 是实数。
电流母线流向线路（相向相指）为正，阻抗也是如此。
传输线路终端方程()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡N N C C M M I U l ch Z l sh l sh Z l ch I U γγγγ/ （1） 线路一旦架设()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--γγγγl ch Z l sh l sh Z l ch C C /就是常数 根据线路的互易性，()()()()()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---γγγγγγγγl ch Z l sh l sh Z l ch l ch Z l sh l sh Z l ch C C C C //1半波长线路的外特性所谓外特性是指线路完好、对称，在稳态下，把它看出一个两端口网络。
第29篇 半波长输电线路保护的算法选择
第29篇半波长输电线路保护的算法选择
半波长输电线路保护的配置，若选择差动和距离+零序的话，它们的算法一致最简单。
谈算法前，定义两个术语。
稳态——半波长输电线路的沿线（空间）任何一点的电压及流过该点电流，在一定时段内，都按工频周期的正弦函数重复。
这样的状态，传输线路波动方程告诉我们，以相量的形式，可以仅用一端的电压、电流推算出另一端的电压、电流。
暂态——在稳态的背景下，受到大扰动，严格的稳态定义不满足、遭到破坏。
举例
半波长输电线路的一侧母线发生短路，沿线的电压、电流都要做出反应，故障的近端侧反应肯定比远端侧反应快。
因为扰动产生的波过程还没有波及到远端。
显而易见，在此期间内的任意时刻都不能按照稳态的做法，仅用一端的电压、电流推算出另一端的电压、电流。
用叠加原理很容易解释：近端侧是两个状态的叠加，扰动前状态+扰动增量状态；而，远端侧只是扰动前状态。
因此，贝瑞隆法就是解决这样的问题。
以相量表示的传输线路波动方程是贝瑞隆法的特解。
贝瑞隆法需要的记忆一个传播时间常数前的量是必须的，是叠加原理的要求。
特解肯定比通解简单，如果我们躲过暂态过程，肯定选择特解。
只有差动才有通解的要求。
对于半波长输电线路，快速性完全可以由单端量保护保证，如果单端量保护做得好的话，有极大的保护范围。
差动就可以选用特解了，这样差动和其他的算法一致。
从研究的结果看，半波长输电线路保护的灵敏性比速动性难。
电力系统差动保护的分析与研究
电力系统差动保护的分析与研究差动保护是电力系统中一种常用的保护方式，它能够实现对电力系统中电流异常的快速检测和切断，保证电力系统的安全可靠运行。
本文将从差动保护的原理、应用和研究现状等方面进行分析和研究。
一、差动保护的原理差动保护是利用电力系统负载电流的差异性来实现异常检测和保护的一种技术。
在电力系统中，往往存在着多个负载设备，每个负载设备的电流大小和方向都不一样，因此在两个节点之间的电流大小和方向也是不同的。
利用这种差异性，可以设计出差动保护装置，实现对电力系统异常电流的及时检测和切断。
差动保护的原理可以通过下图来展示。
如图所示，电力系统中有两个节点，节点之间的线路上存在着当前电流I1和I2。
这两个电流经过差动保护器之后，会产生一个输出信号，判断这两个电流是否相等，如果相等，则电力系统正常运行；如果不相等，则可能存在电力系统异常，需要及时切断电路，保证电力系统的安全运行。
二、差动保护的应用差动保护在电力系统中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 保护发电机在电力系统中，发电机是一种重要的负载设备，如果发电机出现异常，可能会导致电力系统的故障。
因此，差动保护在保护发电机方面具有重要应用。
差动保护可以实现对发电机的电流进行监测和保护，避免发电机出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
2. 保护变压器电力系统中还存在着变压器这种负载设备，变压器是将高压电能转化为低压电能的设备，如果变压器出现异常，可能会对电力系统造成较大的影响。
因此，差动保护在保护变压器方面也具有广泛的应用。
差动保护可以对变压器的电流进行监测和保护，避免变压器出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
3. 保护线路在电力系统中，线路也是一种重要的负载设备，如果线路出现故障，可能会导致电力系统的停电。
因此，差动保护在保护线路方面也具有应用。
差动保护可以对线路的电流进行监测和保护，避免线路出现异常，保证电力系统的稳定性和安全性。
三、差动保护的研究现状差动保护作为一种电力系统保护技术，得到了广泛的应用和研究。
故障后半波长输电线路的稳态过电压控制措施
故障后半波长输电线路的稳态过电压控制措施摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，半波长输电技术是一项具有前瞻性和竞争力的新型输电技术。
特高压半波长输电线路稳态工频过电压问题严重，须制定相关的故障后安全稳定控制措施。
该文提出了通过切除送端配套机组、线路末端投并联无功补偿设备、快速直流调制等控制措施抑制半波长输电线路稳态工频过电压，同时给出了相关理论分析，并通过大电网仿真算例验证了控制措施的有效性。
该文研究成果进一步丰富和完善了对特高压半波长输电线路接入系统后控制特性的认识，将为大电网新型输电技术提供理论储备和技术保障。
关键词：半波长输电；过电压；控制措施；直流调制引言随着远距离输电需求的快速增长，关于半波长输电技术(half-wavelengthtransmission，HWLT)的研究逐渐深入，文献[1-5]基于长线路分布参数模型分析了半波长线路的稳态潮流特性，发现与常规线路相比，半波长输电线路沿线电压波动明显，易出现局部工频或稳态过电压现象；文献[6-8]则基于电磁暂态理论分析了半波长输电系统在大扰动时的暂态稳定及动态电压特性。
在特高压电压等级，结合半波长输电技术，实现远距离大容量电力输送具有一定的应用前景。
目前，关于常规特高压输电系统无功补偿配置的研究已经比较深入，基于经济压差，确定了特高压线路的无功需求容量。
分别从避免谐振、抑制线路空载过电压的角度分析了高压并联电抗器的补偿度范围。
针对长治—南阳—荆门特高压示范工程，讨论了低压电容/电抗器的配置原则。
基于电压稳定性分析，确定了动态无功补偿的安装地点与容量。
但是，因为半波长输电线路的电压/无功特性与常规特高压输电线路有很大不同，上述方法并不完全适用于特高压半波长输电系统。
1半波长输电系统过电压产生机理分析1.1甩负荷工频过电压甩负荷工频过电压包括无故障甩负荷和带接地故障甩负荷2种工况。
带接地故障甩负荷工频过电压实际持续时间很短，可将其作为接地故障工况下过电压的一部分进行考虑。
无源调谐半波长交流输电线路的工频过电压分析
Power frequency over-voltage analysis of passive tuning half-wavelength AC transmission lines
LIU Guoxiao, LIU Daobing, LI Liugen, DAI Xiang
( College of Electrical Engineering & Renewable Energy,China Three Gorges University,Yichang 443002,China)
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0 引言
电力科学与工程
2019 年
过电压情况,结合图形分析各线路在不同工况下 过电压的特点。
近年来,超远距离和超大功率的电能输送技 术及其实际应用日益重要。 一方面,我国电力输 送是将西部的能源输送到东部的负荷中心;另一 方面,为了应对能源危机和环境危机,许多国家需 要利用国外的电力资源,有着开发大规模跨国跨 洲超远距离输电技术的需求[1~3] 。
Abstract:Internal over-voltage is one of the key issues in half-wave AC transmission technology. Most of the current research objects aim at natural half-wavelength lines rather than tuning half-wavelength lines. Therefore, based on the analysis of the theoretical model of natural half-wavelength transmission lines, the passive tuning technique of non-half-wavelength lines is studied, and the over-voltage characteristics of passively tuned half-wavelength lines are simulated. The simulation results not only prove that all three tuning networks can realize the half-wave characteristics of non-half-wavelength lines, but also show that the over-voltage levels of π-type and T-type tuning lines under no-load conditions are higher than those of natural half-wave line and capacitance-type tuning line. Capacitance-type tuning line has relatively low levels of load rejection over-voltage. Compared with the π-type and T-type tuning lines, the capacitance-type tuning line has a lower power frequency overvoltage and the typical voltage waveform is closer to the waveform characteristics of the natural halfwavelength line. Key words: half-wavelength AC transmission; turning technology; over-voltage; load rejection; ground fault
故障后半波长输电线路的稳态过电压控制对策
故障后半波长输电线路的稳态过电压控制对策摘要：特高压输电线路属于是我国电力系统的重要组成部分，可以满足整个社会对电能的需求量，同时还能对供电质量产生影响。
其中，半波长传输技术是一种具有前瞻性和竞争力的新型传输技术。
由于其具有传输容量大、无串联补偿装置和中间开关站等优点，常被应用于特高压输电过程中。
但目前特高压半波长输电线路的稳态工频过电压是一个严重的问题，必须制定相应的故障后安全稳定控制措施。
关键词：半波长输电；过电压；控制措施引言随着我国主体经济的深化发展，现代化建设水平日渐提升，从而提升了我国对电力资源的质量和数量需求。
现阶段，特高压交流输电线路建设范围越来越广，后期运行维护和带电作业操作问题逐步显现。
相比之下，特高压交流输电线路维护具备独特性，为了实现运行维护工作的全面开展，提升线路安全性和可靠性显得十分重要。
理论上，半波长传输线路可以达到一个工频半波长（50Hz下约3000km），比普通传输线更容易发生故障，其如果故障不能及时定位和排除，将给系统的安全稳定运行带来很大影响，甚至会造成大规模的停电事故。
当半波长输电线路接入电网时，半波输电线路最大电压将随着传输功率的增加而增加。
如果电网发生故障，故障后的功率波动可能导致半波长传输线上的过电压过高。
根据国家标准，1000kV母线的最大允许电压不得超过1100kV，因此特高压半波长输电线路的最高允许电压不得超过1100kV。
当半波长传输系统稳定运行时，通过布置可以将半波长传输线上的电压控制在1100kV以下。
对于故障后线路出现的稳态工频过电压问题，必须采取相应的安全稳定控制措施，使电压水平恢复到合理范围。
1特高压输电工程的结构特点图1是典型的特高压输电系统基本结构图。
拓扑结构方面，特高压输电工程每极采用双12脉动换流器串联的方式，且实际工程中通常采用单相双绕组换流变压器，因此特高压工程每极阀组数、换流变的数量均有所增加，为常规输电工程的2倍；运行方式方面，特高压输电工程每极都可以采用完整极或1/2极的方式运行，运行方式更加灵活多样；从输电距离方面，特高压输电工程的送电距离最长已达3324km，经过地质复杂、气候条件差区域的情况也随之增多，发生线路故障的可能性进一步增大。
第30篇 半波长输电线路快速欠范围保护
第30篇半波长输电线路快速欠范围保护
半波长输电线路在空间上最具有显著特征的是，首、未、中。
靠近首、未段电气距离与空间距离近乎线性。
在中段两侧似乎串联一个无穷大电感和无穷大电容，它们对线路的稳态外特性，正负抵消，但是对暂态肯定不是简单的抵消！
假想我们沿线溜达，首端出发，开始走缓坡，越来越陡，接近中段突然出现一座高峰，越过高峰陡然掉进深渊，爬出深渊，越来越缓，渐渐回到平地，到达末端。
如果，我们不去回顾路途辛苦，即与路径无关的话，只看首末似乎很轻松。
溜达一圈纳闷，线路是连续的，怎么在中段出现间断（高峰、深渊）呢？可以理解为在无穷远接上，就好像反比函数y=1/x。
研究单端量保护，能否利用高峰、深渊？稳态肯定不行，暂态好像有希望！我似乎预感到出口短路与末端短路的暂态过程一定存在巨大的差异！。
半波长输电线路差动电流分布特征及差动保护原理适应性研究
对 差 动 保 护 原 理 在 半 波 长 线 路 上 的 适 应 性 也进 行 了分 析 ，
分析结果表 明对于半 波长线路现 有 电流差动保 护 己不 能适 用 ，除需要对差动点进行预估外 ，还需要定制专有 的差动保
Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＣＳ ＥＥ
ＤＯＩ ：１ ０ ． １ ３ ３ ３ ４ ０ ． ０ ２ ５ ８ — ８ ０ １ ３ ． ｐ ｃ ｓ ｅ ｅ ． １ ６ １ ３ ７ ６
文章编号 ：０ ２ ５ ８ － ８ ０ １ ３ （ ２ ０ １ ６ ） ２ ４ — ６ ８ ０ ２ ０ ７
中图分类号 ：Ｔ Ｍ ７ ２ １
半波长输 电线路差动 电流分布特征
及差动保护原理适应性研究
李肖 ，杜丁香 １ ，刘 宇 ，柳 焕章 。 ，谢俊 。 ，王 兴国
（ １ ． 中 国电力科 学研 究 院 ，北京 市 海 淀 区 １ ０ ０ １ ９ ２ ；２ ． 国 家电力调度 控 制 中心 ，北京 市 西城 区 １ ０ ０ ０ ３ １ ； ３ ． 国网公 司华 中分部 ，湖北 省 武汉 市 ４ ３ ０ ０ ７ ７ ）
（ １ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ￣ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｈａ ｉ ｄ ｉ ａ ｎ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｄｉ ｆ ｆ ｌ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ Ｃｕｒ ｒ ｅ ｎｔ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｄａ ｐｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｏ ｆ Ｄｉ ｆ ｆ ｌ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ
半波长输电线路短路故障后的故障方向特性 李小龙
半波长输电线路短路故障后的故障方向特性李小龙摘要：文章主要针对半波长输电线路短路故障后的故障方向特性进行分析，结合当下半波长输电线路短路故障后的故障方向特性的发展现状为很据，从半波长输电线路故障方向特点、故障突变量与稳定工频量仿真验证方面进行深入研究与探索，主要目的在于更好的推动半波长输电线路短的发展与进步。
关键词：输电线路；半波长；故障方向故障突变量、稳定工频量等通常都有属于各方向元件的产生的主要电气量，文章主要对其半波长输电线路短路故障后相关特征进行分析，进一步明确故障方向特征在半波长输电线路中的运用情况。
先通过输电线路参数分布情况，利用故障突变量、稳定工频量等明确可对故障方向进行明确的数学等式，在将半波长输电线路短路故障与其进行融合，明确故障方向特征在半波长线路故障方向中存在的可行性，并提出其与其他输电线路故障的区别，在制定完善的解决措施，接着在通过仿真认证进行相应分析，最终明确半波长输电线路短路故障方向的科学性。
一、半波长输电线路故障方向特点（一）故障突变量特征故障突变量主要代表处于暂停期间电流正负突变量与零序电流突变量。
其中负序变量与零序变量都属于输电线路故障分量，结合波长输电线路短路故障后处于的时间阶段与相应的方法，可融合到稳定工频量与故障突变量之中。
二、故障突变量与稳定工频量仿真验证在两种变量对半波长输电线路故障方向特征进行展示期间，应对电压与电流之间的向量进行计算。
在仿真验证期间样品采集率通常为2500Hz，与其他工频变化量保护相同，在对相量进行明确期间使用傅里叶变换方法。
通过相应的仿真验证流程得出相应结论。
在通过仿真验证结论进行分析，半波长输电线路发生短路反向故障期间，具有较强稳定性的负序变量的电流电压之间的相位差通常为正输电线路阻抗角，其主要处于输电线路50°至95°之间，与常见输电线路相应问题具有较强的相似性；同时零序变量电流与电压之间的相位差通常为-10°，其与常见输电线路相应故障具有较强的差距，与理论情况相一致。
半波长线路过电压分析与保护方法
电力系统及其自动化学报Proceedings of the CSU-EPSA Vol.30No.5 May2018第30卷第5期2018年5月半波长线路过电压分析与保护方法赵青春1，谢华1，郭子煊2，李斌2，朱晓彤1（1.南京南瑞继保电气有限公司，南京211102；2.天津大学智能电网教育部重点实验室，天津300072）摘要：半波长线路的输电距离远，电气特征与现有特高压线路存在较大差异。
由于线路沿线电压最大值位置在线路中间，常规的过电压保护无法满足半波长线路的要求。
本文对半波长线路稳态运行电压特性做了深入的分析，研究了半波长线路稳态运行过电压的影响因素，并推导出了线路沿线电压最大值位置与线路功率传输的关系。
在此基础上，提出了一种适用于半波长线路的过电压保护方法。
EMTP仿真表明，该方法可以准确计算出沿线电压最大值，并保护线路全长。
关键词：半波长输电线路；稳态；过电压；继电保护中图分类号：TM761文献标志码：A文章编号：1003-8930（2018）05-0063-06DOI：10.19635/ki.csu-epsa.000016Overvoltage Analysis and Protection Method for Half-wavelength LinesZHAO Qingchun1，XIE Hua1，GUO Zixuan2，LIBin2，ZHU Xiaotong1（1.NR Electric Co.，Ltd，Nanjing211102，China；2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education，Tianjin University，Tianjin300072，China）Abstract:The transmission distance of half-wavelength lines is comparatively longer，therefore，their electrical charac⁃teristics are obviously different from those on the existing high-voltage transmission lines.As the position of the maxi⁃mum voltage locates in the middle of transmission lines，the conventional over-voltage protection cannot satisfy the re⁃quirement of half-wavelength lines.In this paper，the steady-state voltage characteristics of half-wavelength lines are ana⁃lyzed in depth，and the influencing factors of over-voltage of half-wavelength lines under steady-state operation are stud⁃ied．In addition，the relationship between the maximum voltage position and line transmission power is deduced.On this basis，an overvoltage protection method for half-wavelength lines is proposed．EMTP simulations show that this method can accurately calculate the maximum voltage along the transmission line and protect the full length of the line．Key words:half-wavelength transmission line；steady-state；overvoltage；relay protection半波长交流输电技术是指输电距离接近一个工频半波，即3000km（50Hz）或2500km（60Hz）的超远距离三相交流输电技术，此项技术在20世纪40年代由前苏联学者[1]首先提出。
半波长输电线路故障分析与差动保护性能分析
半波长输电线路
部分仿真计算结果
附图线路MN为一条1000kV半波长交流输电线路 线路全长3000km（50Hz） 两侧的电压源和阻抗用来等效系统的其余部分， 故障发生在点f
参数 电阻(Ω/km) 电感(mH/km) 电容(nF/km)
正序 0.00805 0.825 14.0
零序 0.205 2.375 9.03
U m Z m I m Em
母线m处电流
40 35 30 25 20 15 10 5 0
可以解出：
Um
1 Em kEm Zm 1+ coth x Zc
1 1+ 1
为简化分析，忽略系统中的电阻，则
k 1+ 1 Zm coth x Zc 1+ j Lm coth j LC x L/C
2
1.5
1
0.5
0 0
500
1500 2000 故障点距母线 m的距离 (km)
1000
2500
3000
半波长输电线路
主要故障特征分析结论
半波长交流输电线路的故障特性与常规的输电线 路相比有着较大差别。
半波长交流输电线路在不同故障类型下，故障点 位置以及故障过渡电阻对两侧母线处的故障后稳 态电压电流大小有较大影响。
半波长输电线路
A相接地故障分析结果
母线m处相电压
600
1000 900
500
800
母线m处的电压有效值(kV)
母线m处的电压有效值(kV)
400
A相 B相 C相
700 600 500 400 300 200 100 A相 B相 C相 0 500
第28篇 半波长输电线路保护的灵敏度和动作速度的考量
第28篇 半波长输电线路保护的灵敏度和动作速度的考量半波长输电线路的波过程指的是空间，保护的测量点在线路的两侧，只有当线路两侧测量到故障才开始对故障进行判断决策。
同样，也只有当线路两侧测量到故障才开始对系统产生影响或作用。
因此，我们在考量半波长输电线路故障的灵敏度和动作速度必须严格基于此！这样有3个时刻：1）故障点故障时刻tF ；2）M 侧故障时刻tM ；3）N 侧故障时刻tN 。
因此我们检验保护的动作时间，应该按侧考核，而不是按tF 考核。
I 段II 段III 段&对侧行波差动允许命令&差动10ms 20ms 25ms 30ms35msF lF M M 侧保护III 段&允许命令纯电流保护差动经电压补偿；PT 断线不经电压补偿灵敏度也是如此。
过去，我们考核线路保护的灵敏度，通常考核故障点距保护安装处的距离和故障点的过渡电阻或故障点电流。
对于半波长线路，我认为，灵敏度应该是按保护安装处电压和电流的变化以及变化后稳定的电压、电流来进行考核。
因为，半波长线路内部非常复杂，例如，线路正中间（四分之一波长），空载或轻载金属性短路，短路前后几乎一样，神仙也不知道。
这种情况也不可能发生短路，类似的检验考核无丝毫意义。
有意义的考核应该是：譬如，保护安装处电流突变量300A ，零序电流300A 。
电压突变量0.1pu ，零序电压0.1pu 。
差动电流800A 等。
保护应该可靠动作，可以认为这是线路故障灵敏度的最高要求。
再譬如，出口短路必须快速跳闸，三相出口短路10ms ，不对称出口短路20ms ，保护安装处电流突变量2kA&电压突变量0.2pu ， 30ms 。
这个要求看似很低，要知道，半波长线路不存在单端量所谓的距离I 段和通常所说的电流I 段，再则，光纤通道的传输时间接近一个周波。
做到如此已经是难能可贵了！！！30ms 的动作速度完全能够满足稳定90ms 的要求且绰绰有余。
半波长输电线路的工频暂态过电压
半波长输电线路的工频暂态过电压摘要：近年来，半波长输电线路的工频暂态过电压问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了架空输电线路雷击跳闸原因，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了架空输电线路有效防雷对策，望有助于相关工作的实践。
关键词：半波长；输电线路；工频暂态；过电压1 前言作为一项实际要求较高的实践性工作，半波长输电线路的工频暂态过电压的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对半波长输电线路的工频暂态过电压的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2 架空输电线路雷害分析2.1 架空输电线路雷击过电压分类（1）按照雷电过电压形成的物理过程分类：一种形式是直击雷过电压，也就是雷电直接作用于避雷线、导线或杆塔而引起的架空线路过电压；另一种形式是感应雷过电压，即雷电作用于线路附近大地或物体，由电磁感应在架空线路上产生的过电压。
（2）按照雷击线路部位的不同分类：一种通常称为反击，即雷击到线路避雷线或杆塔时，雷电流通过雷击点的阻抗使该点的对地电位大幅度升高，当雷击点和导线之间的电位差大于线路绝缘冲击放电电压时，导线发生闪络，出现过电压；另一种通常称为绕击，即雷电直接击中没有避雷线的杆塔上的导线，或者绕过避雷线而击中导线，最终导致直接在线路上引起过电压，发生闪络故障。
2.2 雷击故障特点重合成功率较高；山区输电线路故障率高；输电线路雷击跳闸的主要原因是绕击（由于110kV及以上高压输电线路绝缘强度高，感应雷过电压一般不会对其引起闪络，故不进行讨论）。
3 架空输电线路雷击跳闸原因分析3.1 极端气象条件频发，雷电活动加强近几年以来，山东省及烟台市的雷电活动强烈而频繁，有的地区超过40个雷暴日，部分地区雷电次数和强度有增加的趋势，雷雨时经常伴有大风，这是雷击跳闸增加的外因。
3.2 部分山区线路保护角取值偏大在山区，由于山坡地形变化及微地形、气象区的风速、风向等因素容易引起输电线路避雷线保护范围的不定式变化，往往导致屏蔽失效的区域增大。
基于分布参数的半波长交流输电线路保护原理研究的开题报告
基于分布参数的半波长交流输电线路保护原理研究的开题报告一、研究背景电力系统中，交流输电线路的保护是保障电力系统安全稳定运行的重要环节。
传统的线路保护通常采用了基于距离、电流、电压等参数来实现，但在特定情况下，这些保护方案往往难以实现对线路故障的准确识别。
基于分布参数的保护方案通过分析线路传输特性，将线路视为一个传输参数模型，从而实现对线路各种故障的快速诊断与准确保护。
半波长交流输电线路是一种特殊的输电线路形成，由于其特殊的PSCAD模型建立，使得其故障诊断与线路保护更加复杂。
因此，本研究将在半波长交流输电线路保护领域展开研究，旨在解决当前该线路保护方案存在的问题，提高线路保护的准确性和可靠性。
二、研究现状和意义目前交流输电线路保护研究的主要方向是基于距离保护、差动保护和GPS同步保护等方法。
但由于线路参数受天气、环境等因素的影响较大，这些方法往往难以满足对线路各种故障的准确诊断和保护要求。
因此，基于分布参数的保护方案逐渐受到重视。
半波长交流输电线路是一种特殊的输电线路形式，其参数计算较传统线路更为复杂，线路上的故障诊断和保护需要更加高效准确的方法。
因此，在半波长交流输电线路领域进行保护技术研究具有重要意义。
三、研究内容和方法本研究将主要涉及半波长交流输电线路保护方案的研究。
具体研究内容包括：1.半波长交流输电线路参数的计算2.基于分布参数的半波长交流输电线路保护原理的研究3.针对半波长交流输电线路的保护技术研究在研究方法方面，本研究将采用理论分析与仿真实验相结合的方法。
具体分为：1.建立半波长交流输电线路的数学模型，并进行参数计算2.在基于分布参数的保护方案中，对于半波长交流输电线路的故障诊断与保护原理进行深入研究3.基于PSCAD进行半波长交流输电线路的仿真实验，验证所提出的保护方案的可行性四、预期成果和总体计划本研究的预期成果是提出一种高效准确的半波长交流输电线路保护方案，并通过相关仿真实验进行验证，同时提出改进方案，提高保护方案的实用性与适应性。
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2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
母线m处电流
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
k
1
1+
Lm L/C
cot
2
x
讨论故障距离x在[0, λ/2]中，k的变化情况：当x=0
半波长输电线路
主要特征
线路电容效应 因电容效应，空载短线路
沿线电压自首端起逐渐上 升，线路末端达到最大值， 且随着线路的延长，末端 电压升高越严重。 对于空载半波长线路， 其末端电压与首端电压幅 值相等，相位相反，且线 路中点的电压近似为零。
半波长输电线路
主要特征
稳态过电压
半波输电线路两端的电 压在不同的潮流情况下 能够保持基本不变；
UImm
cosh x 1 sinh
Zc
x
Zc sinh x
cosh x
UI ff
其中，故障点处的电压为0。母线处的边界条件：
可以解出：
Um Zm Im Em
Um
1+
Zm
1
coth
x
Em
kEm
Zc
为简化分析，忽略系统中的电阻，则
k
1
1+ Zm coth x 1+
沿线电压在轻载和重载 时都有较大幅度的变化；
重载时半波输电线路的 中部将出现幅值较大的 过电压。
半波长输电线路
主要短路特征
故障过电压
发生单相接地故障的半波长 输电线路，沿线出现显著的 的工频过电压。
尽管半波长故障相接地故障 点的电位很低，但因线路的 半波长特性被打破，造成故 障相沿线的过电压幅值显著 增大。
半波长输电线路
概述
21世纪以来，随着能源问题突出,大功率、超远距离输 电再次引起全球关注，半波输电作为一种点对点、超远 距离、大容量输电技术重新引起各国学者的重视。 巴西为把亚马逊流域的大水电送到负荷中心，把半 波输电作为十分有竞争力的备选方案进行了研究。 中国按照构建全球能源互联网的构想，开始研究半 波输电技术，并提出利用半波输电技术将新疆煤电、 西藏水电输送到沿海负荷中心。
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
母线m处电流
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
采用对称分量法对故障进行分析。对于对称故障只 考虑单相，且无过渡电阻时，n侧无影响。根据均 匀传输线方程的双曲函数解，母线m处的电压、电 流与故障点f处的电压、电流满足如下关系：
半波长输电线路
三相故障分析结果
母线m处电压
母线m处的电压有效值(kV 500 400 300 200 100
0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
不考虑线路分布电容
2500
2000
1500
1000
500
半波长输电线路故障分析与差动 保护性能分析
半波长输电线路故障分析
半波长输电线路
概述
半波长交流输电技术是指输电的电气距离接近一个
工频半波，即3000km（50Hz）或2500km（60Hz）的超 远距离的三相交流输电技术。 半波输电优势： 输送能力强，理想半波输电线路其理论最大输送容
量可达到无穷大； 其沿线电压分布与常规线路相比差别大； 基本不需附加无功补偿； 因为不需无功补偿和较高的稳定裕度，不需设置中
线处电压电流随故障距离的变化情况近似为[0, λ/2]
间开关站，具备一定的经济优势。
半波长输电线路
概述
20世纪40年代，苏联人提出半波长交流输电概念，随后 美、印科学家开展了一些探索性研究。但由于需求不强， 技术水平有限,因此这项技术研究一度停滞。
20世纪80年代至90年代，几位意大利人对半波输电技术 进行了较为深入的研究，对于难点（如电晕损耗、过电 压）提出了一定的解决办法，并使用电磁暂态仿真计算 进行了验证。
2
在模型参数下， [0,λ] 内的极值点出现在 2732km处。
对于电流
Im
Em Um Zm
k 1 j Lm Em
kEm
k’为一纯虚数，其幅值变化情况可视为将k向下平
移1后取绝对值，此时k’幅值先减小，当x= λ/4时，
k ’ =0，随后增大至上述极值点后再减小。
对于更长距离的输电系统，三相金属性短路时，母
Zc
1 jLm coth L/C
j
LC x
1+
1
Lm L/C
cot
2
x
k为一实数，在模型所用参数下，
1 5885km f LC
母线m处的电流有效值(kA)
半波长输电线路
母线m处的电压有效值(kV)
三相故障分析结果
母线m处电压
2500
2000
1500
1000
500
0
0
500
1000
1500
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
考虑线路分布电容
半波长输电线路
三相故障分析结果
母线m处电流
母线m处的电流有效值(kA) 母线m处的电流有效值(kA)
12
10
8
6
4
2
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
时，余切值为+∞，k=0；随着x的增大，余切值从
+∞减小到-∞ ，k增大；当x= λ/4时， k=1 ；当上
式分母减小到0时， k为无穷，此后k由-∞开始增大；
当x= λ时， k=0。左图反映k的绝对值的变化情况，
与分析基本符合 ，由于电阻的存在略有差异。极值
点为
k arctan Lm
x
L/C ,k N
不考虑线路分布电容
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
故 障 点 距 母 线 m的 距 离 (km)
考虑线路分布电容
半波长输电线路
三相故障分析结果
母线m处的电压有效值(kV)
母线m处电压
2500
2000
1500
1000
500
0
0
500
1000
1500
2000
半波长输电线路
部分仿真计算结果
附图线路MN为一条1000kV半波长交流输电线路 线路全长3000km（50Hz） 两侧的电压源和阻抗用来等效系统的其余部分，
故障发生在点f
参数
电阻(Ω/km) 电感(mH/km) 电容(nF/km)
正序
0.00805 0.825 14.0
零序
0.205 2.375 9.03