專利名稱：一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)的實(shí)測方法，尤其是涉及一種強(qiáng)干擾感應(yīng)電壓下高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)的實(shí)測方法。
背景技術(shù)：
輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其工頻參數(shù)如正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)、零序參數(shù)是進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、繼電保護(hù)整定計(jì)算和電力系統(tǒng)運(yùn)行方式制定等工作之前建立電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的必備參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于受到地理、環(huán)境等因素的影響，這些參數(shù)難以通過理論方法準(zhǔn)確計(jì)算，必須定期進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測。隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，輸電線路走廊用地日益緊張，為節(jié)省輸電走廊面積，同 桿并架雙回線、多回線路日益增多，由此產(chǎn)生的復(fù)雜交變電磁場環(huán)境將導(dǎo)致線路之間產(chǎn)生高干擾感應(yīng)電壓、高感應(yīng)電流及三相線路參數(shù)不對稱，進(jìn)一步引起不同序別的電壓和電流之間產(chǎn)生相互耦合等問題，這給線路參數(shù)實(shí)測帶來巨大困難。因此，如何消除高感應(yīng)電壓干擾及如何解決三相線路不對稱參數(shù)測量問題成為準(zhǔn)確測量高壓輸電線路工頻參數(shù)的主要問題。目前高壓輸電線路工頻參數(shù)有多種測量方法，如儀表測量法、微機(jī)化線路參數(shù)測試法及異頻法等，這些測試方法因較難解決高干擾感應(yīng)電壓，且都是假定三相輸電線路完全對稱，使得高壓輸電線路工頻參數(shù)的準(zhǔn)確測量難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種可以消除高壓輸電線路工頻參數(shù)測量中高感應(yīng)電壓及三相參數(shù)不對稱的影響，提高輸電線路參數(shù)測量精度的高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)的實(shí)測方法。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)的實(shí)測方法，包括以下步驟I)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地、在測量端A、B、C三相線路中的任意兩相之間施加單相測試電源，另一相懸空，測量A、B、C三相電壓及電流；2)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地、在測量端將A、B、C三相線路中的任兩相線路并聯(lián)后與第三相之間施加單相測試電源，測量A、B、C三相電壓及電流；3)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地、在測量端A、B、C三相線路中的任一相與地之間施加單相測試電源，其余兩相均懸空，測量A、B、C三相電壓及電流；4)根據(jù)所得測試數(shù)據(jù)建立以線路自阻抗、互阻抗和感應(yīng)電壓為待求量的準(zhǔn)阻抗方程，求取線路阻抗矩陣；5)通過對線路阻抗矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)變化，獲得輸電線路的正序、負(fù)序、零序阻抗及各序之間的耦合阻抗。
所述的配合端指單回輸電線路的任意一端，另一端即測量端。所述的單相測試電源為一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)的實(shí)測裝置，包括依次連接單相電源、多抽頭變壓器和線路參數(shù)測試儀，該線路參數(shù)測試儀還分別外接上位機(jī)和同步電源，其輸出作為線路參數(shù)測試的單相測試電源，所述的多抽頭變壓器為單相調(diào)壓器，所述的單相電源可選取額定容量不小于20kVA的380V單相交流電源，所述的上位機(jī)對參數(shù)實(shí)測過程進(jìn)行控制，對測試儀的錄波信號進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算分析并顯示結(jié)果，所述的同步電源可選取變電站高、低壓母線TV 二次電壓或者插座220V電壓。原理以同步電源為基準(zhǔn)電源，作為相量測量的相位基準(zhǔn)，可以保證每次測量時(shí)感應(yīng)電壓的相角近似不變。大量的實(shí)測數(shù)據(jù)與理論分析表明，在電力系統(tǒng)中，高壓輸電線路上主要感應(yīng)電壓·為工頻感應(yīng)電壓。而在短時(shí)間內(nèi)，相對于同步電源，感應(yīng)干擾電壓相位基本不變，幅值也近似不變，可以認(rèn)為是一個(gè)恒定的附加電壓源，因而可消除感應(yīng)電壓干擾對線路參數(shù)測量的影響，提聞測量的精度。本發(fā)明所采用的線路參數(shù)實(shí)測方法是基于三相線路可能存在不對稱的前提條件下進(jìn)行的，因而可消除三相不對稱對線路參數(shù)實(shí)測產(chǎn)生的影響。采用不同的接線方式，可以得到一系列的約束方程，從而計(jì)算得到輸電線路阻抗矩陣；然后對該阻抗矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，可以同時(shí)獲得線路的正序、零序、負(fù)序阻抗，以及各序之間的耦合阻抗，用于電力系統(tǒng)分析計(jì)算。本發(fā)明還可以通過調(diào)節(jié)多抽頭變壓器連接抽頭改變單相測試電源的大小得到一系列的約束方程，同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。有益效果本測量裝置和方法簡單實(shí)用，能夠消除強(qiáng)干擾感應(yīng)電壓和三相不對稱對線路參數(shù)測量的影響，提高線路參數(shù)測量的精度。


圖I高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測裝置的電氣連接關(guān)系示意圖；圖2AB相之間施加測試電源的測試電路圖；圖3BC相之間施加測試電源的測試電路圖；圖4A與BC (B、C相并聯(lián))之間施加測試電源的測試電路圖；圖5A相與地之間施加測試電源的測試電路圖；圖6實(shí)測裝置中的線路參數(shù)測試儀示意圖。圖中1-單相電源，2-多抽頭變壓器，3-線路參數(shù)測試儀，4-被測線路，5-同步電源,6-上位機(jī)。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的測試方法所用到的實(shí)測裝置，包括依次連接的單相電源I、多抽頭變壓器2和線路參數(shù)測試儀3，測量儀3還分別外接同步電源5和上位機(jī)6，線路參數(shù)測試儀3的輸出作為測試電源與被測線路5的測試端相連。如圖6所示，線路參數(shù)測試儀的組成及連接關(guān)系為
包括兩個(gè)電源輸入端子、兩個(gè)電容器外接端子，其中電源端子外接多抽頭變壓器的輸出端，電壓范圍取100V 2000V ;電容器外接端子外接電容器，防止測量過程中產(chǎn)生的過電壓；第一回三相線路端子01、02、03和第二回三相線路端子04、05、06，分別外接兩回被測二相線路；第一和第二可控三相交流接觸器KMO 和KM13，其中第一可控三相交流接觸器KMO作為線路參數(shù)測試儀電源輸入端與裝置內(nèi)部電路開閉的控制開關(guān)，第二可控三相交流接觸器KM13作為外接電容器與裝置內(nèi)部電路開閉的控制開關(guān)；第一至第十二可控單相交流接觸器KMf KM12，第一至第三可控單相交流接觸器KMf KM3為一組，其中一端合并后接在線路參數(shù)測試儀電源輸入端的一側(cè)，另一端分別與第一回三相線路的三相相連；第十至第十二可控單相交流接觸器KM1(TKM12為一組，其中一端合并后接在線路參數(shù)測試儀電源輸入端的另一側(cè)，另一端分別與第二回線路的三相相連；第四至第六可控單相交流接觸器KM41M6為一組，其中一端合并后與第一至第三可控單相交流接觸器KMf KM3所連接的電源輸入端相連，另一端分別與第十至第十二可控單相交流接觸器KM1(TKM12在第二回三相線路的連接點(diǎn)相連；第七至第九可控單相交流接觸器KM7^KM9為一組，其中一端合并后與第十至第十二可控單相交流接觸器KM1(TKM12所連接的電源輸入端相連，另一端分別與第一至第三可控單相交流接觸器KMf KM3在第一回三相線路的連接點(diǎn)相連；一組單相電壓互感器VSO和一組單相電流互感器IS0，用于測量參數(shù)測試儀電源端的輸入電壓和電流，并通過數(shù)據(jù)采集卡采集測量電壓和電流；第一和第二兩組三相電壓互感器VO和VI，以及第一和第二兩組三相電流互感器IO和II，分別測量第一回三相線路和第二回三相線路的電壓和電流，并通過數(shù)據(jù)采集卡采集測量電壓和電流。所述的所有可控單相交流接觸器和可控三相交流接觸器均由所述的上位機(jī)控制開閉。其中多抽頭變壓器2為單相調(diào)壓器，其輸入端與額定容量不小于20kVA的380V單相交流電源相連接，輸出端與線路參數(shù)測試儀的電源輸入端相連。上位機(jī)6對參數(shù)實(shí)測過程進(jìn)行控制，并對線路參數(shù)測試儀的錄波信號進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算分析并顯示結(jié)果。同步電源5可選取變電站高、低壓母線TV 二次電壓或者插座220V電壓。采用上述實(shí)測裝置實(shí)測強(qiáng)干擾感應(yīng)電壓下高壓輸電線路三相不對稱參數(shù)時(shí)，首先假設(shè)三相線路的干擾感應(yīng)電源分別為Ct ' 、^ ，線路的自阻抗為Zaa=Raa+jXaa、Zbb=Rbb+jXbb> Zcc=Rcc+jXcc,線路的互阻抗為 Zab=JXab, Zbc=JXbc, Zca=JXca0 非對稱的三相線路共有9個(gè)未知量，需要9個(gè)獨(dú)立的方程。本發(fā)明的高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測方法包括以下步驟I)參見圖2和圖3，將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地，在測量端對A、B、C三相線路中的兩相(AB或BC)之間施加測試電源，另一相懸空，測量A、B、C三相的電壓及電流，同理，將配合端三相短路后接地，在測量端AC相之間施加測試電源，B相懸空，測量A、B、C三相電壓及電流；2)參見圖4，將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地，在測量端的BC兩相線路并聯(lián)后與A相之間施加測試電源，測量A、B、C三相電壓及電流，同理在AC兩相并聯(lián)后與B相之間、AB兩相并聯(lián)后與C相之間施加測試電源，測量A、B、C三相電壓及電流；3)參見圖5，將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地、在測量端A、B、C三相線路中的A相與地之間施加測試電源，另外兩相懸空，測量A、B、C三相電壓及電流，同理，在B相與地之間、C相與地之間，施加測試電源，另外兩相懸空,測量A、B、C三相電壓及電流；測量端為測量線路的任意一端，配合端為該測量線路的另一端。4)根據(jù)圖2飛及步驟1)1)的測量數(shù)據(jù)列寫電路方程，建立以線路自阻抗、互阻抗和感應(yīng)電壓為待求量的9X9階矩陣方程
權(quán)利要求
1.一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測方法，包括以下步驟 1)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地，在測量端A、B、C三相線路中的任意兩相線路之間施加單相測試電源，另一相懸空，測量A、B、C三相電壓及電流； 2)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地，在測量端A、B、C三相線路中的任意兩相線路并聯(lián)后與第三相線路之間施加單相測試電源，測量A、B、C三相電壓及電流； 3)將A、B、C三相線路的配合端三相短路后接地，在測量端A、B、C三相線路中的任一相與地之間施加單相測試電源，其余兩相均懸空，測量A、B、C三相電壓及電流； 4)根據(jù)所得測試數(shù)據(jù)建立以線路自阻抗、互阻抗和感應(yīng)電壓為待求量的準(zhǔn)阻抗方程，求取線路阻抗矩陣； 5)通過對線路阻抗矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，獲得輸電線路的正序、負(fù)序、零序阻抗及各序之間的耦合阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測方法，其特征是所述的配合端指單回輸電線路的任意一端，另一端即測量端。
全文摘要
一種高壓輸電線路三相不對稱工頻參數(shù)實(shí)測方法，包括以下步驟1)將配合端三相短路后接地，在測量端任意兩相線路之間施加單相測試電源，另一相懸空，測量各相電壓及電流；2)將配合端三相短路后接地，在測量端任意兩相線路并聯(lián)后與第三相線路之間施加單相測試電源，測量各相電壓及電流；3)將配合端三相短路后接地，在測量端任一相與地之間施加單相測試電源，其余兩相均懸空，測量各相電壓及電流；4)建立準(zhǔn)阻抗方程，求取線路阻抗矩陣；5)對線路阻抗矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)變換獲得正序、負(fù)序、零序阻抗及各序之間的耦合阻抗。本測量方法簡單實(shí)用，能夠消除強(qiáng)干擾感應(yīng)電壓和三相不對稱對線路參數(shù)測量的影響，提高線路參數(shù)測量的精度。
文檔編號G01R27/14GK102788903SQ201210248170
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者唐景星, 姜良剛, 孫聞, 尹建華, 張俊峰, 曾杰, 李賀龍, 楊汾艷, 王奕, 盛超, 胡玉嵐, 趙艷軍, 趙進(jìn)全, 陳曉科, 魏偉 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 西安交通大學(xué)