项目名称：基于暂态故障行波的输配电线路保护技术
获奖单位：清华大学、北京衡天北斗科技有限公司、国家电网公司北京电力公司、国家电网公司许继集团 西安交通大学
获奖人：董新洲, 施慎行, 王宾, 王世勇, 薄志谦, 葛耀中
立项背景：中性点非有效接地系统单相接地故障未形成短路回路, 故障特征不明显, 难以检测, 是困扰电力系统的老大难问题;超特高压输电线路距离长、分布电容电流大, 且配置有串补电容和并联高抗, 即使性能优秀的差动保护对于这种复杂的线路结构都显得力不从心;国内外没有研制测试行波保护、行波选线和行波测距装置的技术或者工具。项目通过挖掘、凝练和合理利用暂态行波故障信息, 取得以下发明成果。
主要技术发明内容：1.发明了配电线路行波选线技术, 解决了中性点非有效接地系统单相接地故障检测难题。2.发明了极化电流行波方向继电器以及使用该继电器构成的行波方向比较式纵联保护技术, 为护超特高压、长距离输电线路提供了理想的保护方式。3.发明了暂态行波保护测试仪, 用于测试行波类继电保护与安全自动装置的动作性能, 填补了国内外故障行波测试的空白。4.发明了兼具选择性和快速性的配电线路无通道保护技术。
授权专利及其他知识产权：1.国际专利5项; 中国发明专利31项; 实用新型专利2项。2.发表SCI论文36篇, EI论文513篇, 被他人正面引用5624次, 出版学术著作3部。
技术经济指标：1.行波选线装置正确选线率: 大于95%。2.行波方向继电器出口时间小于5ms; 行波方向比较式纵联保护整组动作时间小于15ms。3.行波保护测试仪能够模拟电压互感器和电流互感器二次输出, 最高输出电压100V、频率范围0.1-100kHz,最大输出电流50A、频率范围0.1~100kHz; 能够测试行波保护的正动率和动作时间; 能测试行波选线的正选率;能测试行波测距的精度。4.无通道保护具有绝对选择性, 出口和故障切除时间接近0s。
成果应用和经济效益：上述技术成果均已产业化, 其中行波选线产品已应用到我国26个省、市、自治区, 覆盖电力、钢铁、石化、油田、军工、航天等多个行业领域;适合于超特高压输电线路的行波方向比较式纵联保护已经投运750kV线路运行;暂态行波保护测试仪已经被我国仅有的两家国家级权威检测机构用作行波保护、行波选线和行波测距装置的检测试验工具。项目技术三年累计新增销售额近1亿元;无通道保护已经被ALSTOM、施耐德公司产业化并在全球销售; 作为安全保护产品, 其间接经济效益更为巨大。
社会效益及同行评价：暂态行波故障信息的挖掘和利用, 是继电保护构成理论和技术的基础性变革, 为解决继电保护传统难题、新问题提供了有效手段和新选择。基于此,历时15年的研究受到了国内外同行的高度关注, 并多次获得国家、海内外企业和电力公司的长期大力度资助; 项目成果获国内外同行的高度评价,4项技术分别被贺家李、杨奇逊、张启平等专家鉴定为“居国际领先地位”、“填补了国内外空白”。2013年IEEE综述报告认为本项目组研究的“行波保护”引领了未来继电保护的发展方向;IET专题报道清华的行波研究“点亮了中国电力”。项目研究过程中两次获得国家自然科学基金“优秀结题”评价;2014年行波选线技术获“42届日内瓦国际发明展银奖”; 2014年暂态行波保护测试仪获“42届日内瓦国际发明展金奖”。
应用领域与推广方式：属电力系统继电保护技术、输配电工程、电磁测量技术及其仪器领域, 适用于保护不同电压等级的电力线路并能测试行波类继电保护与安全自动装置。