一种同塔双回交流输电线路参数测量和计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统参数测量的技术领域，特别是涉及一种同塔双回交流输电线 路参数的测量和计算方法。
【背景技术】
[0002] 精确的输电线路参数对电力系统潮流稳定分析、保护整定、故障定位等至关重要。 自电力系统诞生之日起，对输电线路参数进行准确测量的努力就一直没有停止过。
[0003] 由于输电线路走廊限制，超（特）高压交流输电线路常设计成同塔双回并架，或者 两回线路共用走廊。图1是典型的经过三相换位的双回并行交流输电线路。一般认为，三 相导线经过换位后的线路参数具有对称性。
[0004] 输电线路具有分布参数的特性：三相对称且长度为D的单回线路的分布参数电路 见图2,设单相线路的分布阻抗为z=r+jco1 (其中，r为单相导线的电阻，j表示复数的虚 部，《为角频率，1为单相导线的自电感），对地分布导纳为y=g+jwCj其中，g为单相导 线的对地电导，j表示复数的虚部，《为角频率，C。为单相导线的对地电容），此外各相导线 之间还存在相间分布親合电容Cpp、相间分布親合电感Mpp。
[0005] 但双回并架线路中的各单回线路除了图2示的本回线路的参数外，I回和II回线 路的各相导线之间还存在具有分布性质的耦合电容Ca(图3)和耦合电感Ma(图4)。图 15较全面地描述了同塔双回交流输电线路各参数的相互关系：其中各相导线自身除了电 阻r、自电感1、对地电容C。外，单回线路的各相导线之间存在耦合电感MPP和耦合电容CPP， 其中一回线路单相导线对另一回线路单相导线之间还存在不同回路的相间耦合电感1和 耦合电容Ca(为简单清晰起见，图15只画出了其中一个双回线路间的相间耦合电感^口 耦合电容Ca，其余双回线路间的相间耦合电感和耦合电容相等）。
[0006] 如何将单位长度下单相导线的参数r、1、C。;单回线路相间耦合参数Cpp和MPP;以 及两回线路各相间耦合电容Ca和耦合电感M。等参数测量并计算出来，至今还没有完善的 方法。
[0007] 过去通常的测量方法主要分为两步：
[0008] 第一步：首先按照图5的方式测量单回三相线路的正序短路阻抗Zsi;按照图6的 方式测量单回线路三相线路的正序开路阻抗Z131。然后，按照图7的方式测量单回线路的三 相零序短路阻抗Zs。;按照图8的方式测量单回线路的三相零序开路阻抗Z。。。在测量完单回 线路的正序开路阻抗^和正序短路阻抗ZS1、单回线路的零序开路阻抗Z。。和零序短路阻抗 Zs。之后，按照下面表1的计算流程和公式，计算出单回线路的单相导线参数r、1、C。和相间 耦合参数Cpp和Mpp。
[0009] 表1单回线路指定频率下单位长度电气参数的计算流程及公式
[0010]
[0011] (表中的Re( ?)表示取实部，Im( ?)表示取虚部）
[0012] 第二步：在测量和计算双回线路之间的耦合参数CdP^时，将双回线路视作两 相对称系统。首先按照图9的方式测量双回线路的两相正序短路阻抗Zshl "，按照图10的 方式测量双回线路的两相正序开路阻抗Z131,: "。然后按照图11的方式测量双回线路的两 相零序短路阻抗Zsai "，按照图12的方式测量双回线路间的两相零序开路阻抗Z1^1 "。在 测量获取双回线路的两相正序短路阻抗Zsi,::和两相正序开路阻抗Zl3hl "、两相零序短路阻 抗Zstxi "和两相零序开路阻抗Zwm "之后，按照表2的方式计算双回线路间的耦合参数Ca 和]V。
[0013] 表2同塔双回线路指定频率下单位长度耦合参数的计算流程及公式
[0014]
[0015] (注：表中的Re( ?)表示取实部，Im( ?)表示取虚部）
[0016] 这当中的问题在于：在测量单回线路的零序开路阻抗和短路阻抗时，因为三相线 路的零序电流和零序电压必然要通过双回线路间的耦合电容Ca和耦合电感Ma对另一回线 路施加影响（请参见图13)，因此该状态下的单回线路的零序开路阻抗和短路阻抗并非是 单回线路独自存在时的零序开路阻抗和零序短路阻抗。由于测量结果不能反映同塔双回线 路的实际耦合状况，因此会对单回线路的参数计算带来误差。比如，在进行I回线路的零序 短路阻抗的测量时，其短路电流不仅仅是受到本回线路阻抗的影响，还由于双回线路之间 的耦合电感Ma，使II线路的分布阻抗成为I回线路的负载；而在I回线路的开路阻抗测量 时，由于施加在I回线路上的电压会通过双回线路之间的耦合电容CdPII回线路的对地 电容C。对地泄流，将导致I回线路的实际测量到的开路阻抗并不是单回三相线路模型中所 描述的阻抗。
[0017] 可见，现有的测量与计算方法得到的输电线路参数误差大，有待改进。
【发明内容】
[0018] 本发明的内容就是针对上述问题，提出了一种精确测量同塔双回、同走廊双回交 流输电线路各参数的测量和计算方法。
[0019] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0020] -种同塔双回交流输电线路参数测量和计算方法，包括
[0021] 步骤A、将其中一回线路的末端三相短路，并在首端施加三相正序电压，分别读取 首端的三相电压U^ =吆r>b钇]"和注入线路的三相电流I# =Iiiihij，按照下式计算 单回线路的三相正序短路阻抗ZS1:
[0022]
[0023] 步骤B、将所述的其中一回线路的末端开路，并在首端施加三相正序电压，分别读 取首端的三相电压1^=[厂，：私f>J和注入线路的三相电流iabP =k表按照下式计 算单回线路的三相正序开路阻抗Z131:
[0024]
[0025] 步骤C、将双回线路的末端全部短接，将第I回线路的首端三相短接、第II回线路 的首端三相短接，并在首端的双回线路之间施加两相正序电压，分别读取第I回线路首端 的电源输出电压和输出电流^、第11回线路首端的电源输出电压!^和输出电流///，按 照下式计算双回线路之间的两相正序短路阻抗Zs,。1:
[0027] 步骤D、将双回线路的末端全部开路，将第I回线路的首端三相短接、第II回线路 的首端三相短接，并在首端的双回线路之间施加两相正序电压，分别读取第I回线路首端 的电源输出电压朽和输出电流4、第II回线路首端的电源输出电压色和输出电流4，按 照下式计算双回线路之间的两相正序开路阻抗Z。,。」
[0029] 步骤E、将双回线路的末端全部短接并接地，将双回线路的首端全部短接，并在双 回线路的首端与大地之间施加单相（零序）电压，读取首端的电源输出电压&和输出电流M安照下式计算双回线路的零序短路阻抗Zs,。。：
[0031] 步骤F、将双回线路的末端全部开路，将双回线路的首端全部短接，并在双回线路 的首端与大地之施加单相（零序）电压，读取首端的电源输出电压泛和输出电流按照下 式计算双回线路的零序开路阻抗Z。,。。：
[0033]步骤G、获取线路的实际长度D，并依据所述的单回线路的三相正序短路阻抗ZS1、 单回线路的三相正序开路阻抗Z131、双回线路之间的两相正序短路阻抗Zs,M、双回线路之间 的两相正序开路阻抗Zmi、双回线路的零序短路阻抗Zs,。。、双回线路的零序开路阻抗Z。,。。， 计算同塔双回三相线路间的各相自参数和各相间耦合参数。
[0034] 所述的计算同塔双回三相线路的各种自参数和相间耦合参数的步骤包括：
[0037] 计算单回线路的三相正序单位长度阻抗Z1=z^i、双回线路的零序单位长度阻 抗z。。=Z。,。。y。。、双回线路的两相正序单位长度阻抗Ztn=Z(J1Y。1;
[0038] 计算单回线路的三相正序单位长度导纳Y1=y/Zd、双回线路的零序单位长度 导纳y。。=ytm/z。,。。、双回线路的两相正序单位长度导纳ytn=ytn/X.tn;
[0039] 计算单相导线的电阻r=Re(Z1)，其中的Re( ?)表示取实部；
互感Mpp及双回线路间的相间互感Ma，其中的Im( ?)表示取虚部；
[0042]
，计算单相导线的对地电容C。，单回线路的相间 耦合电容Cpp及双回线路间的相间耦合电容Ca，其中的Im( ?)表示取虚部。
[0043] 有益效果如下：
[0044] 本发明根据同塔双回输电线路不同组合方式下短路阻抗与开路阻抗的测量结果， 推算同塔双回输电线路各相导线的自参数，以及各相导线之间的耦合参数；可以准确获取 同塔双回输电线路之间在频率《下的各种参数，为电力系统的各种计算提供准确可靠的 数据来源，使计算结果更加准确。
【附图说明】
[0045]图1同塔双回交流输电线路及其换位的示例图；
[0046] 图2是单回线路的分布参数电路示意图；
[0047] 图3是双回线路的单回相间耦合电容和双回线路间耦合电容的示意图；
[0048] 图4是双回线路的单回相间耦合电感和双回线路间耦合电