以图9为例分析UPFC接入对工频变化量方向保护的影响。假设线路L1发生故障,对于任意一条线路上的工频变化量方向保护而言,感受到的都是同一方向的故障和TBS导通引起的突变量,能正确识别正、反方向故障,保护可靠动作或不动作。
假设线路L2上发生故障,对于安装在线路L2M侧的工频变化量方向保护而言,其几乎同时感受到正向区内故障和反向区外TBS导通引起的突变量,可能错误判断为反向故障,从而导致线路L2上的基于工频变化量方向元件的纵联保护拒动。对于安装在线路L1 K 侧的工频变化量方向保护而言,其感受到的是同一方向的TBS导通引起和故障引起的突变量,可以正确判断为正向故障;然而对于M侧的工频变化量方向保护而言,其几乎同时感受到正向TBS 导通引起和反向区外故障的突变量,可能错误判断为正向故障,从而导致线路L1上的基于工频变化量方向元件的纵联保护误动。
5 仿真验证
前述理论分析指出在TBS触发导通的情况下UPFC接入不会对纵联零序保护和纵联距离保护的性能造成不利的影响,而可能导致基于工频变化量方向元件的纵联保护区内故障拒动或区外故障误动。因此,为了验证UPFC对工频变化量方向保护的影响,利用PSCAD/EMTDC建立了如图10所示的区域电网的仿真模型。
5.1 区内故障拒动

从图10中可以看出,中央侧工频变化量方向保护的正方向元件的测量相角在-45°与-90°之间,反方向元件的测量相角在90°与135°之间。因此,中央侧的正方向元件不动作,反方向元件动作。下关侧工频变化量方向保护的正方向元件的测量相角在-90°与-135°之间,反方向元件的测量相角在45°与90°之间。因此,下关侧的正方向元件动作,反方向元件不动作。
下关-中央线路两侧的工频变化量方向保护经通道交换动作信号后判断为保护区外故障,从而将导致下关-中央线路的纵联保护拒动。
5.2 区外故障误动
时在铁北-经港线路经港侧发生A相经10Ω过渡电阻接地故障时,图11给出了晓庄-铁北线路两侧工频变化量方向保护正、反方向元件的测量相角。

从图11中可以看出,晓庄侧工频变化量方向保护的正方向元件的测量相角在180°左右,反方向元件的测量相角则在0°左右。因此,晓庄侧的正方向元件动作,反方向元件不动作。铁北侧工频变化量方向保护的正方向元件的测量相角在-90°与-180°之间,反方向元件的测量相角在0°与90°之间。因此,铁北侧的正方向元件动作,反方向元件不动作。