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超高压和特高压输电系统将在我国电力系统中发挥重要作用。长距离超高压和特高压输电线路充电功率大,轻载时线路电压偏高,为了解决这一问题,必须安装并联电抗器。电抗器故障将严重影响电力系统安全运行。超高压和特高压并联电抗器通常采用分相结构,不易发生相间短路。这种电抗器的主要故障是匝间短路,由于匝间短路电流是穿越性的,差动保护无法对匝间短路故障实施有效的保护,所以研究并联电抗器匝间保护具有现实意义。本文首先用MATLAB/Simulink仿真分析零序功率方向匝间保护、负序功率方向匝间保护和零序绝对值比较式匝间保护算法的特性,仿真时采用500kV分布参数输电线路模型。仿真分析了这些匝间保护在匝间短路、电抗器线圈内部单相接地短路、电抗器外部单相接地短路、线路非全相运行再自动重合闸情况下的性能。仿真发现如果闭锁电流较小,这些匝间保护在非全相运行再自动重合闸期间可能误动；如果闭锁电流较大,则匝间保护死区较大。此外提出了负序功率方向匝间保护和零序绝对值比较式匝间保护算法改进意见。匝间短路和内部单相接地短路测量的负序阻抗与其他运行状态下测量的负序阻抗差别较大,根据这一特点提出了负序阻抗匝间保护算法。用Simulink仿真了这种匝间保护的性能,这种匝间保护整定方便。为了解决非全相运行再自动重合闸情况下的误动问题,增加了滑动平均环节,使负序阻抗匝间保护即可以采用较小的闭锁电流,具有较高的动作灵敏性,又不会误动。用DSP实现了负序阻抗匝间保护,在RT-LAB实时仿真平台上进行了硬件在环实验,实验结果证明了负序阻抗匝间保护的有效性。探索了用简化多元多项式(Reduced Multivariate Polynomial, RMP)实现匝间保护。简化多元多项式可以看成是一种新型的神经网络,负序电压和负序电流幅值作为两个输入,一个输出决定匝间保护是否动作。研究了用样本训练神经网络权值的算法,这种算法的优点是一次就能确定权值,而不需要反复迭代。仿真显示RMP能较好地实现匝间保护的功能,保障高压并联电抗器的安全运行。本文使用的仿真方法比常用的简化分析方法更准确更全面,能发现用简化分析方法难于发现的问题。本文提出的两种匝间保护方案对于改善高压并联电抗器匝间保护性能具有积极作用,有利于超高压和特高压输电系统的安全运行。