專利名稱：一種基于掃頻法的大型電力設(shè)備阻抗特性的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗特性的測(cè)試方法，屬于電カ設(shè)備測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電カ系統(tǒng)中，除了發(fā)電機(jī)外，電カ變壓器、高壓電抗器、高壓電容器等無(wú)源設(shè)備，均可用設(shè)備端ロ的阻抗值等效表示。阻抗特性不僅是電カ設(shè)備本身重要的固有參數(shù)，也是電カ系統(tǒng)分析中建立設(shè)備模型的基礎(chǔ)。電カ設(shè)備阻抗特性的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于電力系統(tǒng)的仿真分析、電磁暫態(tài)暫態(tài)計(jì)算、故障復(fù)現(xiàn)、設(shè)計(jì)評(píng)估等工作和研究具有重要的意義。
目前對(duì)于小型設(shè)備阻抗特性的測(cè)量，已有比較成熟的方法，可以通過(guò)阻抗測(cè)量?jī)x直接連接并進(jìn)行測(cè)量。而對(duì)超、特高壓系統(tǒng)中的大型電カ設(shè)備，如變壓器、電抗器等的阻抗特性，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，目前缺乏固定的測(cè)試設(shè)備和實(shí)用的測(cè)量方法。首先，大型電カ設(shè)備體積龐大(長(zhǎng)、寬、高達(dá)幾十米量級(jí))，待測(cè)高壓端與低壓端距離較遠(yuǎn)，設(shè)備端ロ無(wú)法直接與阻抗測(cè)量?jī)x的測(cè)試端連接；其次，測(cè)量過(guò)程中，由于高頻下存在雜散參數(shù)，連接線的引入和自身參數(shù)的變化都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測(cè)試方法，以克服己有技術(shù)上的上述缺陷，用帶屏蔽層的同軸電纜連接受試設(shè)備端口和阻抗測(cè)量?jī)x，通過(guò)測(cè)量信號(hào)源內(nèi)阻與被測(cè)設(shè)備的分壓比，以獲得大型電カ設(shè)備的阻抗特性。本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測(cè)試方法，包括以下各步驟(I)使被測(cè)大型電カ設(shè)備、連接電纜、測(cè)量附件、阻抗測(cè)量?jī)x和計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)量位置依次擺放；(2)使連接電纜的終端分別短接和開(kāi)路，在連接電纜的首端用阻抗測(cè)量?jī)x分別測(cè)量連接電纜的短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zcげ=4Zcs ·L，も=IYco ；(3)使被測(cè)大型電カ設(shè)備的高壓端和低壓端通過(guò)所述的連接電纜與所述的測(cè)量附件連接，并使連接接ロ處通過(guò)金屬膠帶和金屬棉填充固定；使測(cè)量附件通過(guò)連接電纜與所述的阻抗測(cè)量?jī)x連接；使阻抗測(cè)量?jī)x與所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)線連接；(4)計(jì)算機(jī)根據(jù)阻抗測(cè)量?jī)x的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測(cè)大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測(cè)電カ設(shè)備的阻抗Zt
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I-Ae -卜^其中，Zin為阻抗測(cè)量?jī)x的內(nèi)阻杭，L為電纜長(zhǎng)度電纜阻杭。
本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測(cè)試方法，其優(yōu)點(diǎn)是本測(cè)量方法適用于大型電カ設(shè)備的阻抗測(cè)試，具有頻帶較寬，精度較高，所受干擾小等特點(diǎn)。測(cè)量基于掃頻法，充分利用大型電カ設(shè)備直流阻抗低的特點(diǎn)，提高測(cè)量頻率范圍和信號(hào)強(qiáng)度，在頻率較高的頻率范圍內(nèi)，可以用較小的正弦信號(hào)產(chǎn)生較大的輸出響應(yīng)，以獲得理想的測(cè)量精度。其次，本方法將連接線的高頻雜散參數(shù)，通過(guò)對(duì)固定測(cè)量位置的連接電纜參數(shù)的測(cè)量和標(biāo)定予以考慮；同時(shí)，本方法考慮了設(shè)備內(nèi)阻、連接電纜阻抗和被測(cè)設(shè)備阻抗直接的關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，使測(cè)量結(jié)果更加精確。


圖I是本發(fā)明方法的原理圖。其中A為阻抗分析儀，B為連接電纜。Vs、Zin為測(cè)量設(shè)備的等效電源和內(nèi)阻，Zc為電纜的自然阻杭，Zk為測(cè)量阻杭，Zt為被測(cè)電カ設(shè)備的阻抗。 圖2是使用本發(fā)明方法的設(shè)備連接圖。圖2中，I為連接電纜，2為被測(cè)大型電カ設(shè)備，3為連接電纜，4為測(cè)量附件，5為阻抗測(cè)量?jī)x，6為計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測(cè)試方法，其原理圖如圖I所示，包括以下各步驟(I)使被測(cè)大型電カ設(shè)備2、連接電纜I和3、測(cè)量附件4、阻抗測(cè)量?jī)x5和計(jì)算機(jī)6根據(jù)測(cè)量位置依次擺放；(2)使連接電纜I的終端分別短接和開(kāi)路，在連接電纜I的首端用阻抗測(cè)量?jī)x5分別測(cè)量連接電纜I的短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zcび=H ,Ze =PcJYeo ；(3)使被測(cè)大型電カ設(shè)備2的高壓端和低壓端與所述的連接電纜I和3連接，并使連接接ロ處通過(guò)金屬膠帶和金屬棉填充固定，同時(shí)電纜另一端與所述的測(cè)量附件4連接，；使測(cè)量附件4通過(guò)連接電纜I與阻抗測(cè)量?jī)x5連接；使阻抗測(cè)量?jī)x5與所述的計(jì)算機(jī)6通過(guò)信號(hào)線連接，如圖2所示，其中的測(cè)量附件與阻抗分析儀相互配套；(4)計(jì)算機(jī)6根據(jù)阻抗測(cè)量?jī)x的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測(cè)大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測(cè)電カ設(shè)備的阻抗Zt
權(quán)利要求
1.ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測(cè)試方法，其特征在于該方法包括以下各步驟 (1)使被測(cè)大型電カ設(shè)備、連接電纜、測(cè)量附件、阻抗測(cè)量?jī)x和計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)量位置依次擺放； (2)使連接電纜的終端分別短接和開(kāi)路，在連接電纜的首端用阻抗測(cè)量?jī)x分別測(cè)量連接電纜的短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開(kāi)路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zc r = ^Zcs-Yco ,Zc /Yi,, ■, (3)使被測(cè)大型電カ設(shè)備的高壓端和低壓端通過(guò)所述的連接電纜與所述的測(cè)量附件連接；使測(cè)量附件通過(guò)連接電纜與所述的阻抗測(cè)量?jī)x連接；使阻抗測(cè)量?jī)x與所述的計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)線連接； (4)計(jì)算機(jī)根據(jù)阻抗測(cè)量?jī)x的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測(cè)大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測(cè)電カ設(shè)備的阻抗Zt ”每) Z11 — Z, Z1 — Z P1 = -，/>7 =-， Zm+Zr - Zt+Zr 其中，Zin為阻抗測(cè)量?jī)x的內(nèi)阻杭，L為電纜長(zhǎng)度電纜阻杭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于掃頻法的大型電力設(shè)備阻抗特性測(cè)試方法，屬于電力設(shè)備測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。本方法適用于大型電力設(shè)備的阻抗測(cè)試，通過(guò)測(cè)量信號(hào)源內(nèi)阻與被測(cè)設(shè)備的分壓比，以獲得外電路的阻抗特性，具有頻帶較寬，精度較高，所受干擾小等特點(diǎn)。本方法的測(cè)量過(guò)程包含設(shè)備連接、電纜參數(shù)標(biāo)定、阻抗測(cè)量和后處理計(jì)算等四個(gè)步驟；測(cè)量考慮了儀器內(nèi)阻和電纜阻抗，通過(guò)波過(guò)程理論，從測(cè)量阻抗反推出受試設(shè)備特征阻抗；測(cè)量系統(tǒng)包括阻抗分析儀、測(cè)量工具包和同軸電纜等。本發(fā)明方法降低了測(cè)試干擾和引入的誤差，提高了阻抗的測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01R27/02GK102707147SQ20121020912
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者何金良, 余占清, 傅闖, 莊池杰, 張曉 , 曾嶸, 羅兵, 蔡漢生, 陳喜鵬 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)