超高压交流同塔四回输电线路零序参数精确测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输电线路零序参数精确测量方法，尤其是涉及一种超高压交流同 塔四回输电线路零序参数精确测量方法。
【背景技术】
[0002] 输电线路是电力系统的重要组成部分，起着电能输送的重要作用。输电线路参数 是许多电力系统相关程序的基础数据，尤其是在继电保护整定和故障定位有着十分重要的 应用。获取高精度的输电线路参数数据，有助于电力系统的潮流计算和短路计算，这对于电 力系统的安全稳定运行有着极为重要的意义。
[0003] 输电线路零序参数极易受到外界环境的影响，例如输电线几何形状、电流、环境温 度、风速、土壤电阻率、避雷线架设方式和线路路径等因素。同时，由于零序回路经过大地， 而回路电流在大地中的深度很难精确测定，理论计算通常忽略了这些因素的影响，因此依 靠理论计算不能获得线路零序参数的准确值。因此，我国相关的规程规定，输电线路零序参 数必须实测。
[0004] 随着电力系统的不断发展，输电线路需要具备更大容量的电能输送的能力，传统 的同塔双回线路在某些情况不能满足需求，在此基础上发展了超高压同塔四回输电技术。 超高压同塔四回线路具有节约输电走廊，降低杆塔建设和电力运输成本的优点，已经在实 际工程中得到运用。但由于超高压输电线路距离长、耦合参数多，给线路参数的准确测量带 来了极大的困难。
[0005] 目前同塔四回输电线路零序参数测量的研究已经取得了一些成果，主要为利用干 扰法、增量法、异频法测量，忽略分布电容的影响，只能适用于短距离线路参数测量。而以往 利用分布参数模型和传输线方程推导的零序参数测量方法，不能测量零序互电阻参数，且 将四回线路零序电容和零序电感的互参数也分别假设为相等，使得参数测量误差非常大， 无法满足实际工程测量需求。
【发明内容】
[0006] 本发明主要是解决现有技术所存在的由于采用集中参数忽略分布电容而无法用 于长距离（300km及以上)输电线路参数测量的弊端，也避免了以往测量方法由于参数过于 简化导致测量误差过大的缺陷的技术问题;提供了一种不仅适合超高压短距离零序参数的 测量，也适用于长距离输电线路零序参数测量;解决了异地信号测量测量的同时性问题;可 一次性测量出零序电阻、零序电感、零序电容参数。
[0007] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0008] -种超高压交流同塔四回输电线路零序参数精确测量方法，其特征在于，定义同 塔四回输电线路包括线路a、线路b、线路c和线路d，其中，
[0009] 规则一:线路a和线路b的零序自阻抗相同，均为Zn，线路c和线路d的零序自阻抗相 同，均为Z22，线路a与线路b之间的零序互阻抗参数为Z ab;线路a和线路c之间的零序互阻抗 参数与线路b和线路d之间的零序互阻抗参数相同，均为Zac;线路a和线路d之间的零序互阻 抗参数与线路b和线路c之间的零序互阻抗参数相同，均为Zad;线路c和线路d之间的零序互 阻抗参数为Zed;
[0010] 规则二:线路a和线路b的零序自电纳相同，均为Yn，线路C和线路d的零序自电纳相 同，均为Y22,线路a与线路b之间的零序互电纳参数为Y ab;线路a和线路c之间的零序互电纳 参数与线路b和线路d之间的零序互电纳参数相同，均为Yac;线路a和线路d之间的零序互电 纳参数与线路b和线路c之间的零序互电纳参数相同，均为Y ad;线路c和线路d之间的零序互 电纳参数为Yc=d;
[0011] 测量步骤包括：
[0012] 步骤1，停电测量同塔四回输电线路，将四回线路首末端三相分别短接;线路测量 包括：
[0013] 测量方式一:线路a首端加压，末端接地;线路b首端悬空，末端接地;线路c首端悬 空，末端接地;线路d首端悬空，末端接地；
[0014]测量方式^:线路a首端悬空，末端接地;线路b首端悬空，末端接地;线路c首端加 压，末端接地;线路d首端悬空，末端接地；
[0015] 步骤2,利用全球卫星定位系统的同步授时功能，同步测量线路a、线路b、线路c和 线路d首端和末端的零序电压数据和零序电流数据；
[0016] 步骤3,对步骤2所得每个独立测量方式下得到的零序电压测量数据和零序电流测 量数据，采用傅立叶算法得到该独立测量方式下首端和末端的零序基波电压相量和零序基 波电流相量，再利用这些相量数据将同塔四回输电线路的零序参数求解出来；
[0017] 所需求解的参数包括单位长度的零序自阻抗参数Zn、Z22，零序互阻抗参数Zab、Zac、 Zad、Zcd，零序自电纳参数Υιι、Υ22,零序互电纳参数￥4上^< 1、￥"1，然后根据以下两式求解出 所有的零序参数：
[0020]其中，因为线路的泄漏电流很小，所以不考虑电导参数；同塔四回线路定义为平行 架设且长度同为1，定义a、b、c、d四回输电线路首端的零序基波电压相量分别为 4,、乂,，末端的零序基波电压相量分别为砍 2、&2、，首端的零序基波电 流相量分别为4、4、4、末端的零序基波电流相量分别为4、4、4、
[0021 ] 零序参数求解过程如下：
[0022] 步骤3.1，由零序参数211、222、2必上。上<1、2。 (1和￥11、￥22、￥必上。上(1、￥。(1得到输电线 路首末端电压电流的关系：
[0023] 其中，八33，八31)，八匕3，八1)1)，1^，1331)，1^，131)1)，八 /33，八/31)，八\3，八1)1)，13/33，13/31)，13\3，13 /1)1)是和 线路参数有关的中间变量；
[0026] 步骤3.2，通过步骤1中的两种测量方式计算中间变量Aaa，Aab，Aba，A，B aa，Bab，Bba， Bbb,A aa,A ab , A ba,A bb j B aa , B ab , B ba , B bb ：
[0031]上述各式中，带上标"Γ或"2"的电压相量或电流相量，表示该相量为线路接线方 式1或接线方式2下的测量数据经傅里叶算法计算得到的零序基波电压相量或零序基波电 流相量；
[0032]步骤3.3，根据以下公式计算特征根口1，口2，口1/，口/2;
[0035]然后通过？1，？2，？1/，？ /2求解心，厶2,81，82以及厶1 /，#2,81/，8/2;
[0038]步骤3 · 4，将Aaa，Aab，Aba，Abb，f aa，f ab，f ba，f bb代入下式计算矩阵TjPT3;
[0041 ]步骤3 · 5，代入Baa，Bab，Bba，Bbb， aa，ab，ba，bb 和矩阵 Ti、T3 计算阻抗矩阵 ZjP ?λ\
[0046] 步骤3.6将矩阵?\、T3、Zi、Z2代入下式，计算零序导纳矩阵；
[0047] % = Z^TX 式十七
[0051] 步骤3.7，计算零序阻抗和零序导纳参数；
[0056] 最后，由211、222、24上。、23(1丄(1及￥11、￥22、￥4上^ (1、￥。(1得到对应的同塔四回输电 线路零序电阻、零序电感、零序电容参数；
[0057] 其中，符号sh( ·)表示双曲正弦函数，符号ch( ·)表示双曲余弦函数，符号arch (·)表示反双曲余弦函数，《=23if，f为电力系统频率50Hz，l表示同塔四回线路长度。 [0058]本发明具有如下优点：1、不仅适合超高压短距离零序参数的测量，也适用于长距 离输电线路零序参数测量;2、本发明方法测量利用GPS技术解决了异地信号测量测量的同 时性问题;3、可一次性测量出零序电阻、零序电感、零序电容参数，且测量精度不低于仅测 量其中一种零序参数的测量方法。
【附图说明】
[0059] 附图1为超高压同塔四回输电线路等效示意图。
[0060] 附图2为超高压同塔四回输电