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传统电网正在向智能电网发展,传统变电站也正在向数字化、智能化变电站的方向发展。为了适应电网的发展,其采样终端设备也由常规互感器向电子式互感器发展,但是由于电子式互感器抗干扰能力差,运行不稳定等原因,使其无法完全地取代常规互感器的地位。因此目前电网中出现了电子式互感器(Electric Current Transformer,ECT)与常规互感器(Current Transformer,CT)两种采样终端设备并存的一种局面。但不论是常规互感器或者电子式互感器都存在一个同样的问题,即互感器采样的保护采样异常问题。常规互感器容易出现饱和导致二次侧电流传变异常;电子式互感器易受环境影响导致采样异常;此外,互感器二次回路断线也会导致保护采样异常问题。为此,本文针对保护采样异常对继电保护的影响进行了详细的分析,并提出了一些新的应对措施,具体分为以下三个方面:(1)从互感器饱和、采样异常及断线等不同场景出发分析保护采样异常对继电保护(差动保护/距离保护)的影响。首先从理论角度分析其对保护滤波算法的影响,随后建立PSCAD仿真模型对各类信息异常场景对电流差动保护/距离保护动作行为的影响进行分析。(2)为解决超高压线路纵联保护受制于互感器断线工况及采样异常的影响而导致保护误动作甚至失效的问题,本文基于线路贝瑞隆模型及Hausdorff距离算法实现一种适用于超高压线路保护的超高压线路保护新方案:通过设计基于贝瑞隆模型及Hausdorff距离保护的判据,计算组内实测量与推演量之间的Hausdorff距离并与整定门槛值比较,实现对区内外故障的准确区分,在消除高压线路电容电流影响、提高保护灵敏度的同时提高了判据的抗干扰能力;在此基础上,构建线路两侧电压、电流的冗余数据组,并依赖所建立的冗余数据生成可信赖的综合保护方案,可充分适应电流互感器(CT)及电压互感器(PT,在高压线路中常用电容分压式电压传感器CVT,以下论述时均用CVT指代PT)断线等极端工况,彻底解决了线路纵联保护的可用性受制于CT/CVT(Capacitor Voltage Transformer,CVT)断线的问题。理论分析及仿真测试表明,本文所提保护判据具有很高的动作灵敏性和耐受采样异常的能力。(3)为解决母线区外近端故障导致的CT极端快速饱和进而引起母线保护误动作的问题,本文首次引入工频变化量距离保护(Superimposed Distance Protection,SDP)原理实现一种适用于母线差动保护的CT饱和闭锁与再开放方案。在母线保护启动后,该方案首先利用1/4周波数据窗的小矢量算法分别计算与母线相连各CT所对应的SDP的动作情况,若考虑母线故障与线路故障不可能同时发生的情况下,当检测出某一线路CT对应的SDP动作即认为该线路的CT饱和,随后发出母线保护闭锁信号,由于SDP的数据窗小于母线保护的数据窗,因此能够在母线保护动作之前将其成功闭锁;并且,根据不同故障类型下任意一个周波内该判据的动作行为表现,提出了母线保护再开放判据,以实现区外、区内故障转换时母线保护的迅速开放。理论分析和仿真结果表明,所提闭锁判据能明确区分内部故障和区外CT饱和,即使出现CT超快速深度饱和,该闭锁判据能够快速可靠闭锁母线保护;在转换性故障时,保护再开放判据也能在一个周波内迅速解除闭锁信号,允许母线保护快速响应转换性故障。