一种T型输电线路零序阻抗参数带电测量方法技术

Ｔ型输电线路零序阻抗参数带电测量方法，通过断开Ｔ型线路某支路上的单相开关，造成缺相运行，由负荷电流提供测量用的零序电流，０．５秒～１秒后，再恢复线路正常运行的方法，来获得Ｔ型线路各支路的零序电流和零序电压；利用ＧＰＳ技术实现Ｔ型线路多端零序电压信号、零序电流信号的同步采样；利用调制解调器或以太网络将各测量点的数据汇总到中心计算机中；再利用最小二乘法求解代数方程组、微分方程组或积分方程组得到Ｔ型输电线路的零序阻抗参数。本发明专利技术装置由ＧＰＳ天线与ＯＥＭ板、信号输入接线端子、信号变送器、嵌入式ＤＳＰ同步数据采集卡、开出量卡、继电器组、继电器输出接口、嵌入式ＰＣ卡、电源卡、电源信号总线底板等构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统输电线路参数测量
，特别是涉及一种带电测量T型输电线路零序参数的方法与测量装置。
技术介绍
随着电力系统规模的发展，发电厂(变电站)出线增多，T接线输电线路越来越多； T型输电线路的零序阻抗会影响到线路故障状态，特别是影响零序电流的大小，对零序电流保护的影响极大；由于T型线路的零序阻抗受到很多因素的影响，线路走向、零序电流流经区域的接地电阻率等；理论计算值无法满足继电保护整定值计算的精度要求，如采用计算值作为整定计算的依据，会使保护在系统故障时产生拒动或误动，这直接威胁到系统的安全与稳定运行；因此，在中华人民共和国电力行业标准中，《220kV-500kV电网继电保护运行规程(DL/T559-94，1995-05-01实施)》中关于继电保护整定的规定指出架空线路和电缆的零序阻抗、其它对继电保护影响较大的参数应使用实测值。 传统的确定输电线路零序参数的方法有公式计算法和停电测量法；由于计算公式中涉及到大地电阻率等不确切参数，因此公式计算结果是不准确的。 停电测量法测量T型线路参数的方法要求被测线路停电；要对T型线路停电进行测量经常是不可能的；另外，按传统的停电方式测量，在较广的地域，其设备量、工作量大到无法承受，测量的同时性也不可能保证；因此，寻求一种新的T型线路参数带电测量方法，开发相应的测试系统，是电力系统运行部门所急需的，不仅具有重要的理论价值，而且具有很大的经济与社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有停电测量法测量T型输电线路零序阻抗参数方法的不足，提出了一种T型线路零序阻抗参数带电测量方法，并根据该方法研制了基于GPS的T型输电线路零序阻抗参数带电测量装置，实现了对T型输电线路带电运行时零序阻抗参数的准确测量。 为实现本专利技术的目的，本专利技术提供的技术方案是一种T型输电线路零序阻抗参数带电测量方法，包括以下步骤 (一)通过下述带电测量时T型输电线路的运行方式产生供带电测量用的零序大电流通过T型线路上的继电保护装置断开带电运行的T型线路的任一支路的单相开关，造成缺相运行，由负荷电流供给测量用的零序电流，0.5秒～1秒后，再通过T型线路上的自动重合闸装置恢复线路正常运行的方法，来产生供带电测量用的零序大电流； 带电测量时，T型输电线路的运行方式如表I所示 表I (二)利用GPS技术，实现T型输电线路的电压信号和电流信号的同步采样，获取T型输电线路的零序电流和零序电压数据 利用全球卫星定位系统的授时功能获得误差小于1μs的时间基准，在全球卫星定位系统时间同步下，同时采集零序电流注入前后各支路的零序电流瞬时值和各支路端点处的零序电压瞬时值，并以文件的方式存入采集装置中； (三)利用调制解调器或以太网络将各测量点的数据汇总到中心计算机中； (四)中心计算机在得到T型输电线路的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值的采样数据后，采用下述代数方程法、微分方程法或积分方程法来计算T型输电线路的零序阻抗参数 (1)、代数方程法 列写出T型输电线路的代数方程组如下 (1-1)式中，Zn为第n条支路的阻抗，包括电阻rn和电抗xn两部分，n＝1，2，3； 分别为各支路零序电流矢量值， 分别为各支路端点电源处的零序电压矢量值； 对步骤(二)采集的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，采用傅立叶滤波算法来得到相应的零序电流矢量值和零序电压矢量值； 对于代数方程组(1-1)，按表I中任一种运行方式产生采样数据，得到2个独立方程；再按表I中其它任何一种或一种以上的运行方式产生采样数据，得到2个或2个以上的独立方程；这样至少得到4个独立的方程，采用最小二乘法，解出3个未知的零序参数Z1，Z2，Z3； 用最小二乘法求解，得 上式中 (1-2)式的测量矩阵I和U中，各零序电流和零序电压矢量的上标为独立的测量次数，2≤p≤3，下标为T型线路的支路编号。 (2)微分方程法 列写出T型输电线路的微分方程组如下 (2-1)式中，rn为第n条支路的电阻，Ln为第n条支路的电感，n＝1，2，3； 分别为各支路零序电流瞬时值，u1，u2，u3分别为各支路端点电源处的零序电压瞬时值； 对上述微分方程组中的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值采集的数据窗取在T型线路任一支路的单相开关跳开后的电流电压信号的稳态过程； 用代替微分方程组中的导数项 其中，n＝1，2，3； 将微分方程组(2-1)写成离散形式 和 为零序电流注入后的零序电流和零序电压信号的稳态过程内相邻两个采样时刻零序电流瞬时值，un(k-1)和un(k)为零序电流注入后零序电流和零序电压信号的稳态过程内相邻两个采样时刻零序电压瞬时值，TS为采样周期； 对于微分方程组(2-2)，按表I中任一种运行方式产生采样测量数据，任取3个相邻的采样点k-1、k、k+1对应的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，得到2个独立方程；另取3个相邻的采样点k、k+1、k+2对应的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，再得到2个独立方程；每种独立的测量方式可得到4个独立方程；再按表I中其它任何一种或一种以上的运行方式产生采样数据，得到4个或4个以上的独立方程；这样至少得到8个独立的方程，采用最小二乘法，解出6个未知的零序参数r1，L1，r2，L2，r3，L3； 用最小二乘法求解，得 上式中 (2-3)式中，各零序电流和零序电压瞬时值的上标为独立的测量次数，2≤p≤3，下标为支路编号；k为采样的点数；Ts为采样周期。 (3)积分方程法 将微分方程组(2-1)左右两边积分可得积分方程组 对上述积分方程组中的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值采集的数据窗取在T型输电线路任一支路的单相开关跳开后的零序电流信号和零序电压信号的稳态过程； 用Ts/2和分别代替积分方程组中的积分项∫t1t2undt和∫t1t2indt；其中，n＝1，2，3； 将积分方程组(3-1)分别写成离散形式 和 为零序电流注入后的零序电流信号和零序电压信号的稳态过程内相邻两个采样时刻零序电流瞬时值，un(k-1)和un(k)为零序电流注入后零序电流信号和零序电压信号的稳态过程内相邻两个采样时刻零序电压瞬时值，TS为采样周期；Ts＝t2-t1； 对于积分方程组(3-2)，按表I中任一种运行方式产生采样测量数据，任取3个相邻的采样点k-1、k、k+1对应的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，得到2个独立方程；另取3个相邻的采样点k、k+1、k+2对应的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，再得到2个独立方程；每种独立的测量方式可得到4个独立方程；再按表I中其它任何一种或一种以上的运行方式产生采样数据，得到4个或4个以上的独立方程；这样至少得到8个独立的方程，采用最小二乘法，解出6个未知的零序参数r1，L1，r2，L2，r3，L3； 用最小二乘法求解，得， 上式中 (3-3)式中，各零序电流和零序电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｔ型输电线路零序阻抗参数带电测量方法，包括以下步骤：（一）通过下述带电测量时Ｔ型输电线路的运行方式产生供带电测量用的零序大电流通过Ｔ型输电线路上的继电保护装置断开带电运行的Ｔ型输电线路的任一支路上的单相开关，造成缺相运行，由负荷 电流供给测量用的零序电流，０．５秒～１秒后，再通过Ｔ型线路上的自动重合闸装置恢复线路正常运行的方法，来产生供带电测量用的零序大电流；带电测量时，Ｔ型输电线路的运行方式如表１所示：表１＊＊＊（二）利用ＧＰＳ技术 ，实现Ｔ型输电线路的电压信号和电流信号的同步采样，获取Ｔ型输电线路的零序电流和零序电压数据利用全球卫星定位系统的授时功能获得误差小于１μｓ的时间基准，在全球卫星定位系统时间同步下，同时采集零序电流注入前后各支路的零序电流瞬时值和各支 路端点处的零序电压瞬时值，并以文件的方式存入采集装置中；（三）利用调制解调器或以太网络将各测量点的数据汇总到中心计算机中；（四）中心计算机在得到Ｔ型输电线路的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值的数据后，采用下述代数方程法、微分方 程法或积分方程法来计算Ｔ型输电线路的零序阻抗参数：（１）、代数方程法列写出Ｔ型输电线路的代数方程组如下：＊＊＊（Ａ１）（Ａ１）式中，Ｚ↓［ｎ］为第ｎ条支路的零序自阻抗，包括电阻ｒ↓［ｎ］和电抗ｘ↓［ｎ］两 部分，ｎ＝１，２，３；＊↓［１］，＊↓［２］，＊↓［３］分别为各支路零序电流矢量值，＊↓［１］，＊↓［２］，＊↓［３］分别为各支路端点电源处的零序电压矢量值；对步骤（二）采集的零序电流瞬时值和零序电压瞬时值，采用傅立叶滤波算法来得到 相应的零序电流矢量值和零序电压压降矢量值；对于代数方程组（Ａ１），按表１中任一种运行方式产生采样数据，得到２个独立方程；再按表１中其它任何一种或一种以上的运行方式产生采样数据，得到２个或２个以上的独立方程；这样至少得到４个独立的方程 ，采用最小二乘法，解出３个未知的零序参数：Ｚ↓［１］，Ｚ↓［２］，Ｚ↓［３］；用最小二乘法求解，得，＊＝（Ｉ↑［Ｔ］Ｉ）↑［－１］Ｉ↑［Ｔ］Ｕ（Ａ２）上式中：＊＊＊（Ａ２）式的测量矩阵Ｉ和Ｕ中，各 零序电流和零序电压压降矢量的上标为独立的测量次数，２≤ｐ≤３，下标为Ｔ型输电线路的支路编号；（２）微分方程法列写出Ｔ型输电线路...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志坚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]