克服上述问题，具有较高的灵敏度，可在任何环境下检测出各种高阻故障。本文正是利用故障分量电流差动保护的高灵敏性作为该纵联保护式（33）的启动元件。另外由于本文所述的纵联阻抗是基于故障分量的，因此在式（34）中也使用故障分量电流差动保护，便于在相同条件下作性能对比。
4 仿真验证
在EMTP仿真系统中，线路均采用的是分布参数模型，长距离线路电压等级为1 000 kV，短距离
在动模仿真中系统的额定线路电压等级为500 kV。
电压为750 kV。 4.1 EMTP仿真验证
（1）在EMTP仿真中的长距离线路参数和故障电阻数值参见文献[19]。
（2）在EMTP仿真中的短距离线路参数和故障电阻数值参见文献[20]。另外：
z1D=15.22∠85o，Esm：525 kV，f：50 Hz，θm：0°，Esn：500 kV，f：50 Hz，θn：－10°。
图8为EMTP仿真中故障位置设置示意图，其中：k1为m端出口区外，k2为m端出口区内，k3为区内中点，k4
为n端出口区内，k5为n端出口区外。
图7 纵联保护内部故障判别流程图
Fig.7 Flow chart of internal fault differentiating of pilot
protection
尽管电流差动保护具有简单可靠、动作速度快且不受系统振荡影响的特性[23]，但在实际运用中还是存在下列问题：①高压长距离输电线路的电容电流相对较大，对其灵敏度影响较大，②系统负荷对制动电流的影响，特别针对重载线路；在上述情况下当遇到高阻故障都将使制动量大于动作量，造成保护拒动。而基于故障分量的电流差动保护可有效
图8 故障位置示意图
Fig.8 Schematic diagram of fault location
表1为长距离线路a相单相接地和三相短路时纵联阻抗的幅值，表2为长距离线路a-b相间短路和a-b相间接地时纵联阻抗的幅值，阻抗幅值的单
。 位为欧姆（ ）
表1 EMTP仿真中长距离线路a相单相接地和三相短路时纵联阻抗的幅值(z1D=130Ω,
Kk=1.3)
Tab.1 Pilot impedance amplitudes when A single-phase-ground fault and 3-phases fault of long distant line on
故障类型 故障电阻 故障位置
AG AG RF=0
RF=500
ABC RF=0
Zopa
保护动作
Zopa
275.82 16.95 12.03 35.56 420.84
保护动作× √ √ √ ×
Zopa Zopb Zopc
保护动作
k1 300.54 × k2 17.49 √ k3 11.46 √ k4 41.08 √ k5 481.58 ×
305.07 290.87 355.35 × 25.26 25.24 27.26 √ 13.82 15.11 13.85 √ 45.54 45.58 52.04 √ 532.64 467.25 508.06 ×
基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护
夏经德，等 基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护 - 49 -
表2 EMTP仿真中长距离线路a-b相间短路和a-b相间接地时纵联阻抗的幅值(z1D=130Ω,Kk=1.3)
Tab.2 Pilot impedance amplitudes when a-b double-phases fault and a-b double-phases ground fault of long distant line on
故障类型 故障电阻 故障位置
AB AB ABG ABG RF=0
RF=100
保护动作 × √ √ √ ×
RF=0
RF=100
保护动作 × √ √ √ ×
Zopa Zopb Zopa
296.7452.3920.3354.06439.52
Zopb
296.7452.3919.6554.06439.52
保护动作× √ √ √ ×
Zopa
316.9220.6516.3942.72480.07
Zopb
320.1319.0612.8836.97518.87
Zopa Zopb
保护动作× √ √ √ ×
k1 322.45 322.45 k2 59.25 59.25 k3 20.27 19.59 k4 56.89 56.89 k5 453.26 453.26
296.65 291.1821.76 19.5716.52 13.0240.43 38.57434.02 441.41
表3为单端CT饱和时短距离线路纵联阻抗的
。表3中的对照幅值，阻抗幅值的单位为欧姆（ ）
数据为电流故障分量差动量与比例制动量的比值，
具体计算公式为[24]：
+ΔI )/0.5×(ΔI K=(ΔI
I
m
n
m
) （34） +ΔIn
表3 EMTP仿真中a单相接地故障时m单端CT饱和时短距离线路纵联阻抗的幅值(z1D=15Ω,Kk=1.3)
Tab.3 Pilot impedance amplitudes of short distant line based on CT saturation of m single terminal
故障类型
故障电阻
故障位置
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2660.063330.04
1960.083010.05
83 57 46 40 36 33 30 29 27 26 0.202720.06
0.322480.07
0.402270.08
0.462090.08
0.541930.09
0.60 0.66 0.72 0.76180 167 157 1470.10 0.10 0.11 0.12
0.801390.13
RF=0 k5
AG
RF =300 k5
Zopa
KIa*
Zopa
KIa*
注：表中第二行和第四行中带*号的数据KIa来源于式(34)。
4.2 动模仿真验证
在动模仿真中的线路模型参数和各发电机的主要参数参见文献[20]。表4为动模仿真中纵联阻。图9为兰抗的幅值，阻抗幅值的单位为欧姆（ ）
州东—咸阳750 kV长距离输电系统模拟接线图，故障位置见图9。
表4动模仿真中纵联阻抗的幅值(z1D=133Ω,Kk=
1.3)
故障位置 故障类型 故障电阻RF 故障相别
k6 k7 BG ABC
k7 AG
k7 BC
k8 AG
k9 BCG
k9 BC
400 0 400 0 0 0 0 A B C A BC A B C A B87* 2 72* 23 23 23 10 796* 601*× √ × √ √ √ √
×
×
720*×
22√
C22√
A17√
B C A B C A B C 3 776×
7 481×
4 000×
3 781 3 580 2 163* 4 280×
×
×
×
3 741×
Zop
保护动作
注：在动模仿真数据中，凡幅值数据右上角带“*”的，由于其相电流故障分量相量和的模数小于最小启动量门槛，因此保护不动。
4.3 结果分析
由计算结果可得出： （1）在区外故障时，各纵联阻抗的幅值都明显大于线路串联正序阻抗，处在保护判据式（33）的动作选择区域外，保护可靠不动。