一种互感线路零序阻抗参数测量方法，将被测的两条互感线路停电，两线路分别编号为线路一和线路二；将线路一的末端三相短接后接地，首端三相短接；将线路二的末端三相短接后接地，首端三相短接；然后分别测量线路一和线路二的零序电压和零序电流。利用ＧＰＳ技术，实现同步采样，获得两互感线路的零序电压数据和零序电流数据；计算出与注入零序电流频率对应的各零序电压和零序电流的幅值和相位；再通过计算得到线路一的零序自阻抗以及线路一与线路二之间的零序互阻抗。本发明专利技术计及了互感线路上的分布电容对测量结果的影响，从而大大提高了互感线路零序阻抗参数的测量精度。
【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
，特别是涉及一种互感线路零序阻抗参数测量的方法。
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，互感线路越来越多。 含互感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；由于互感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。 到目前为止，现有的测量方在测量互感线路的零序阻抗参数时，不管是基于工频 原理的测量方法，还是异频原理的测量方法，均只采用线路首端的零序电流进行计算，忽略 了线路分布电容对测量的影响，在线路较短时，如50公里以下，现有测量方法可基本满足 测量精度的要求。但当线路较长时，如超过50公里时，现有测量方法的测量误差将随测 量线路长度的增加而显著增加。研究表明对300公里长的输电线路，采用现有的测量方 法测量输电线路的零序自阻抗时的测量误差在8%左右，而零序互阻抗的测量误差更高达 15%。 随着超高压和特高压输电线路的发展，数百公里长的输电线路越来越多，现有测 量方法显然无法满足输电线路参数测量的需要。因此，寻求一种新互感线路零序阻抗参数 测量方法，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测量方法测量互感线路零序阻抗参数的不足，提出了一种互感线路零序阻抗测量方法，实现对互感线路零序阻抗参数的准确测量。 本专利技术提供的技术方案是一种利用线路末端电流的互感线路零序阻抗参数测量方法，包括以下步骤( — )通过下述测量方式来得到供测量计算用的零序电压和零序电流 将被测的两条互感线路停电，两线路分别编号为线路一和线路二 ；将线路一的末 端三相短接后接地，首端三相短接；将线路二的末端三相短接后接地，首端三相短接；然后 分别测量线路一和线路二的零序电压和零序电流； 测量线路一的零序电压和零序电流在线路一首端注入工频零序电流或异频零序 电流，测量线路一首端的零序电压和线路一末端的零序电流，同时测量线路二首端的零序 电压； 测量线路二的零序电压和零序电流在线路二首端注入工频电流或异频电流，测 量线路二首端的零序电压和线路二末端的零序电流，同时测量线路一首端的的零序电压。 如果只需测量线路的零序自阻抗，则只需将被测线路停电。测量该停电线路首端 的零序电压和末端的零序电流。 ( 二 )利用GPS技术，实现对上述两互感线路上零序电压和零序电流的同步采样， 获取互感线路上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1微秒的时间基准，在GPS时间 同步下，同时采集两互感线路中的零序电流以及零序电压，并将采集的数据以文件的方式 存入数据采集装置中；(三)测量完成后，将各测量点的测量数据汇总到计算机中；(四)该计算机在得到两互感线路的零序电流和零序电压数据后，采用下面的方法来计算互感线路的零序阻抗参数 采用公式(1)计算两互感线路的零序自阻抗 = C A = i = 1 ， 2 (1) 采用公式(2)计算两互感线路之间的零序互阻抗 = & +>汰=^ i， k = 1， 2， i - k (2)々'■ (1)和(2)式中，Zii = rii+jXii为第i条互感线路零序自阻抗，rii为自电阻分量， Xii为自电抗分量，i = 1，2;Zik二rik+jXik为第i条互感线路与第k条互感线路之间零序 互阻抗，rik为互电阻分量，xik为互电抗分量，i， k = 1，2， i - k ;^和/9,为第i条互感线路 加压时首末两端的零序电流相量，^,和《,分别为第i条互感线路加压时首末两端的零序 电压相量，A =《,-《,为第i条互感线路上的零序电压降相量；因为测量时两互感线路末 端均三相短接接地，f^, =0，因此^, = = C^, ， i = 1， 2 ;f^是互感线路k上的零序电压； 对同步数据采集装置采集的零序电流和零序电压，采用傅立叶算法得到与注入 电流频率对应的零序电流相量和零序电压相量；在计算各相量时，所选用的数据必须是在 GPS时间同步下同一采样时刻所采集的数据。 上述步骤( 一 )中在线路一或线路二首端注入零序电流的频率为50Hz工频频率。 上述步骤( 一 )中在线路一或线路二首端注入零序电流的频率为异频频率；异频 频率为40Hz至60Hz ;通过下述方法将步骤(四)中用公式(1)和公式(2)计算出的零序 阻抗修正为50Hz工频下的零序阻抗将Xii和xik分别用公式(3)和(4)进行修正，而和 rik保持不变； ;o = & X~ ， i = 1 ， 2 ; (3) /异频50 X汰o二"^/tX^~,i = 1，2， k = 1，2， i - k ; (4)/异频 (3)式和(4)式中，f异频是异频电源的频率，单位为赫兹。 上述步骤(二 )中的数据采集的时间在注入电流后采集1秒以上的数据；为提高 测量精度，数据采样率在40点/周以上。 上述步骤(四)中在计算各相量时，取1个周波以上的采样数据，先用傅立叶算法 计算出每个周期数据的幅值和相位，然后分别计算幅值和相位的平均值，再将由平均值得 到电压相量值和电流的相量值代入公式(1)和(2)进行计算。 (1)式、(2)式、(3)式和(4)式是本专利技术提出的互感线路零序阻抗测量新方法的 理论依据。 本专利技术方法的特点是 1.本专利技术既可用于互感线路零序阻抗参数的测量，也适合于没有互感的单条输电 线路零序阻抗参数的测量。 2.在有工频干扰的情况下，如被测量的线路旁还有其它运行的互感线路，由于某些原因不能全部停电，因而会对被测量线路造成干扰。为了克服干扰，本专利技术采用异频法，克服了被测系统中的工频干扰对测量结果的影响，大大提高了测量精度。 3.本专利技术方法通过测量互感线路末端的零序电流，计及了线路上零序分布电容对测量结果的影响，从而大大提高了线路零序阻抗参数的测量精度。 4.本专利技术利用GPS技术解决了异地信号测量的同时性问题。 5.线路较长时，如对长度为300公里的线路，本专利技术方法的测量零序自阻抗的误 差在1. 3%以下，而传统方法的测量零序自阻抗的误差在7. 6%以上，本专利技术方法的测量精 度比传统方法的测量精度提高了近6倍。附图说明 图1是用相量符号表示的互感线路示意图。图2是两条有互感线路进行零序阻抗测量时的接线示意图。 具体的实施方式 如附图1所示，Zii = i^+jXii为第i条线路的零序自阻抗，i = 1，2 ;Zik = rik+jxik 为第i条线路与第k条本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用线路末端电流的互感线路零序阻抗参数测量方法，包括以下步骤： （一）通过下述测量方式来得到供测量计算用的零序电压和零序电流：将被测的两条互感线路停电，两线路分别编号为线路一和线路二；将线路一的末端三相短接后接地，首端三相短接；将线路二的末端三相短接后接地，首端三相短接；然后分别测量线路一和线路二的零序电压和零序电流； 测量线路一的零序电压和零序电流：在线路一首端注入工频零序电流或异频零序电流，测量线路一首端的零序电压和线路一末端的零序电流，同时测量线路二首端的零序电压； 测量线路二的零序电压和零序电流：在线路二首端注入工频电流或异频电流，测量线路二首端的零序电压和线路二末端的零序电流，同时测量线路一首端的的零序电压； （二）利用ＧＰＳ技术，实现对两互感线路上零序电压和零序电流的同步采样，获取互感线路上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１微秒的时间基准，在ＧＰＳ时间同步下，同时采集两互感线路中的零序电流以及零序电压，并将采集的数据以文件的方式存入数据采集装置中； （三）测量完成后，将各测量点的测量数据汇总到计算机中； （四）该计算机在得到两互感线路的零序电流和零序电压数据后，采用下面的方法来计算互感线路的零序阻抗： 采用公式（１）计算两互感线路的零序自阻抗： Ｚ↓［ｉｉ］＝ｒ↓［ｉｉ］＋ｊｘ↓［ｉｉ］＝＊↓［ｉ］／＊↓［ｑｉ］ ｉ＝１，２ （１） 采用公式（２）计算两互感线路之间的零序互阻抗： Ｚ↓［ｉｋ］＝ｒ↓［ｉｋ］＋ｊｘ↓［ｊｋ］＝Ｕ↓［ｔ］／＊↓［ｑｉ］ ｉ，ｋ＝１，２，ｉ≠ｋ （２） （１）和（２）式中，Ｚ↓［ｉｉ］＝ｒ↓［ｉｉ］＋ｊｘ↓［ｉｉ］为第ｉ条互感线路零序自阻抗，ｒ↓［ｉｉ］为自电阻分量，ｘ↓［ｉｉ］为自电抗分量，ｉ＝１，２；Ｚ↓［ｉｋ］＝ｒ↓［ｉｋ］＋ｊｘ↓［ｉｋ］征为第ｉ条互感线路与第ｋ条互感线路之间零序互阻抗，ｒ↓［ｉｋ］为互电阻分量，ｘ↓［ｉｋ］为互电抗分量，ｉ，ｋ＝１，２，ｉ≠ｋ；＊↓［ｑｉ］为第ｉ条互感线路加压时末端的零序电流相量，＊↓［ｐｉ］和＊↓［ｑｉ］分别为第ｉ条互感线路加压时首末两端的零序电压相量，＊↓［ｉ］＝＊↓［ｐｉ］－＊↓［ｑｉ］为第ｉ条互感线路上的零序电压降相量；因为测量时两互感线路末端均三相短接接地，＊↓［ｑｉ］＝０，因此＊↓［ｉ］＝＊↓［ｐ...
【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]
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