一种同塔多回三相非对称输电线路阻抗参数在线测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种同塔多回三相非对称输电线路的阻抗参数在线测量方法，属于电 力系统在线测量应用的创新技术。
【背景技术】
[0002] 在线测量法是在被测线路不停电或不完全停电的情况下，对输电线路参数进行测 量的一种方法。该方法能够反映实际工作情况下线路参数随运行方式、导线温度等条件的 变化，且不会影响系统的正常运行和潮流的优化分布，是输电线路参数测量的未来发展方 向。
[0003] 目前输电线路参数在线测量方法的研究主要有两个方向：一是针对多回路输电线 路零序互感参数的测量，提出了增量法、积分法和微分法等方法；然而，这种方法只能测量 输电线路的零序阻抗参数，无法测量线路的导纳参数及正序参数；此外，电力系统在正常运 行时，线路两端的零序电压、电流很小，难以满足测量要求。二是基于传输线分布参数理论， 通过均匀传输线的特性阻抗和传播常数求解输电线路的分布参数；该方法计算单回三相对 称线路的分布参数比较准确，但对于非对称以及同塔多回输电线路，由于需要求解的输电 线路参数个数多于一次测量所得到的电气方程个数，因而无法计算非对称及同塔多回输电 线路的分布参数。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：提供一种同塔多回三相非对称输电线路的阻抗参数在线测量 方法。
[0005] 解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种同塔多回三相非对称输电线路的阻抗参数在线测量方法，该方法适用于长度 小于30km、电压等级在500kV及其以下线路的同塔多回输电线路阻抗参数的在线测量，包 括以下步骤：
[0007] 步骤一，在被测的同塔多回输电线路的两端安装同步测量装置，通过该同步测量
次不同的测量（主要是保证所建立的方程线性独立）；
[0008] 步骤二，对步骤一获得的m组被测线路两端的电压和电流信号进行傅里叶变换， 计算m组被测线路两端的工频电压相量和电流相量，包括：第1组至第m组第i条被测线路 的首端、末端的电压相量及电流相量W),…,以"，把…/,(1),…,尔)，i = 1，…， n ；
[0009] 步骤三，按以下公式（1)计算被测线路各相的自阻抗Zn、Z22、…、Z nn，各相的互阻 JAj Z12、?"、Zln，Z23".、Z2l/"、z( n Dn;
[0014] C>,.F为第i(i = 1，…，n)条线路首末端间的电压；
[0015] 步骤四，按公式（2)计算被测线路每回的正序阻抗冗:、负序阻抗Z2、零序阻抗Z。、正 序与负序间的序耦合阻抗Z 12、零序与正序间的序耦合阻抗Zm、零序与负序间的序耦合阻抗 Zq2，以及各回线路之间的序耦合阻抗；
[0016] Z120= T 1ZT (2)
[0019] 所述同步测量装置的采集精度在16位二进制数以上、采样频率在50kHz以上。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
为输电线路导线数）组的线路两端电压和电流信号之后，由以上计算公式不仅可以计算出 被测线路每一相的自阻抗参数以及各相之间的互阻抗参数，还可以获得被测线路每回的正 序、零序阻抗参数、各序间的序耦合阻抗参数，以及各回线路之间的序耦合阻抗参数，实现 了同塔多回输电线路阻抗参数的在线测量，避免了现有离线测量方法需要停电进行测量对 输电线路造成的影响；
[0022] 第二，经仿真验证，本发明测得的同塔多回输电线路的阻抗参数具有较高的精度。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明一种同塔多回三相非对称输电线路的阻抗参数在线测量方法中同 塔多回三相非对称输电线路的模型示意图；
[0024] 图2是本发明一种同塔多回三相非对称输电线路的阻抗参数在线测量方法中同 塔双回三相非对称输电线路的阻抗参数仿真模型示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图 和【具体实施方式】，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实 施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
[0026] 本发明的输电线路阻抗参数在线测量方法，适用于长度小于30km、电压等级在 500kV及其以下的同塔多回输电线路，包括以下步骤：
[0027] 步骤一，在被测的同塔多回输电线路两端安装同步测量装置，并在m个不同时刻 (在m个不同时刻的线路电流差异足够大，以保证所建立的m个方程线性独立）通过该同 步测量装置同步测量被测线路两端的电压和电流信号，以获得m组不同测量时刻的测量数 据，其中，m为正整数且m彡n(n+l)/2, n为输电线路的导线数；其中，上述同步测量装置可 选用现有技术中基于GPS同步时钟实现线路两端电流、电压信号同步测量的测量装置，其 采集精度应在16位二进制数以上、采样频率应在50kHz以上。
[0028] 步骤二，对步骤一获得的m组被测线路两端的电压和电流信号进行傅里叶变换， 计算m组被测线路两端的工频电压相量和电流相量，包括：第1组至第m组第i条被测线 路的首端电压相量…,巧T，末端的电压相量的、电流相量炉，…，斤4, i =1，…，n〇
[0029] 步骤三，按以下公式（1)计算被测线路每相的自阻抗Zn、Z22、…、Z nn，及各相的互 阻抗 Z12、…、Zln，Z23…、Z2n…、Z( n Dn。
[0034] At)f =匕-1?:为第i (i = 1，…，n)条线路首末端的电压；
[0035] 久为第i (i = 1，…，n)条线路电流；
[0036] 步骤四，按以下公式（2)计算出被测线路每回的正序阻抗Z1、负序阻抗Z 2、零序阻 抗Z。、正序与负序间的序親合阻抗Z12、零序与正序间的序親合阻抗Ztn、零序与负序间的序 耦合阻抗Z ra，及各回线路之间的序耦合阻抗。
[0037] Z120= T 1ZT (2)
[0038] 式中
[0041] 上述公式（1)和公式（2)的推导过程如下：
[0042] (1)对于长度小于30km，电压等级500kV及其以下的输电线路，在正常的情况下， 输电线路是不会产生电晕现象的，电导参数可以忽略；而线路的电容参数一般较小，例如 220kV输电线路的零序电容约6nF/km、正序电容约10nF/km，在线路较短的情况下对线路的 影响很小，也可以忽略。因此，输电线路模型可以用集中阻抗参数模型来近似替代，建立同 塔多回三相非对称输电线路模型如图1所示。
[0043] 图中，1?1、11、1?2、12、*"、1?11、1^分别为输电线路每条导线的自阻与自感，]\112、一、 Min、…、M(n-l)