专利名称：一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法
技术领域：
本发明涉及一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法。
背景技术：
输电线路工频参数测试输电线路工频参数的准确测量对电力系统短路电流计算、继电保护整定、故障定位、仿真分析等应用具有重要作用。输电线路工频参数测试基本原理是通过调压器、隔离变压器将测试电源加至被测线路，通过测量传感器、计算部件测量线路电压、电流来计算被测线路工频参数。现有的正序阻抗测试原理如图1所示，图中3为被测线路的线路首端，4为被测线路的线路末端。
线路干扰感应电压输电线路参数测试中一个主要影响因素是线路干扰电压，输电线路干扰主要由静电分量、高频分量和工频分量组成。其中静电分量是雷云、空间带电粒子等在线路上的感应电势，实测时因感应电荷可经电阻泄放，故对测量的影响不大；高频分量主要来自线路上的载波信号，当载波机工作时即有一个高频电源作用于线路上，其容量比外界高频干扰源大得多，因实测时线路上载波通道不可能处于工作状态，故该分量也可忽略；工频分量主要来自电感应电势和磁感应电势两部分，电感应电压对测试影响不大。线路平行走向或同杆架设时，运行线路的电流产生的磁场将在试验线路上感应出电压，它正比于运行线路的电流和两线路之间的互感，其作用相当于在线路导线上沿纵向串接了一个磁感应电势，该感应电压对线路参数测试精度影响大，输电线路工频参数测试中的关键就是如何有效消除该干扰感应电压对测试结果的影响。
传统的消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法电力系统一般采用电磁式仪表测量所加电压、电流、功率并通过换相、电源倒极性等手段来消除干扰感应电压的影响，但是标量计算很难消除相量干扰感应电压，且所用表计多，接线复杂，线路参数测试精度难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，该方法用来消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压，提高参数测试准确性和精度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，其特征是包括如下步骤1)输电线路工频参数测试中采用一与干扰感应电压同步的同步电源；2)进行两次测试，且两次测试时都以同步电源为基准；3)两次测试实行相量相减。
所述的同步电源为调压器前端测试电源电压或者变电站的高、低压母线电压TV二次电压。
本发明利用同步电源的测试方法，且两次测试采样都以该同步电源为基准，如同时过零或者峰值时采样，就可以有效保证两次测试时干扰感应电压相位不变，而短时间内，干扰电压幅值不变，这样就可以保证两次测试时相量相减，达到消除感干扰电压，提高输电线路工频参数测试精度。
图1为现有的正序阻抗测试原理2为单相电源消除干扰原理示意3为三相电源消除干扰原理4为变电站测试电源箱示意5为外加三相电源测试线路正序阻抗接线原理6为外加单相电源测试线路正序阻抗接线原理图具体实施方式
一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，其特征是包括如下步骤1)输电线路工频参数测试中采用一与干扰感应电压同步的同步电源，所述的同步电源为调压器前端测试电源电压或者变电站高、低压母线TV二次电压；2)进行两次测试，且两次测试时都以同步电源为基准；3)两次测试实行相量相减。
输电线路工频参数测试装置包括调压器、隔离变压器、测量传感器、计算部件，调压器为三相调压器或单相调压器，调压器的输入端与测试电源相连接，调压器的输出端与隔离变压器的输入端相连接，隔离变压器的输出端与测量传感器的输入端相连接，测量传感器与被测线路的线路首端3相连接，测量传感器的输出与计算部件相连接，计算部件可为计算机，测量传感器测量所加电压、电流并测量与干扰感应电压同步的同步电源，所述的同步电源为调压器前端测试电源电压或者变电站高、低压母线TV二次电压。
调压器、隔离变压器将测试电源加至被测线路，并给测量传感器提供一与干扰感应电压同步电源，该同步电源与干扰电压g相位差固定，两次测试采样都以该同步电源为基准，则可以有效保证两次测试时干扰感应电压相位不变，通过测量传感器、计算部件测量线路电压、电流，两次测试的相量相减来计算被测线路工频参数。
实测与理论分析表明，电力系统主要干扰感应电压为工频干扰，在短时间内，可视为幅值和相位恒定的附加电势源。
单相电源测试在图2中，假设干扰电源为g，所加测试电源为s，线路阻抗为Z，线路中电流为 则有如下关系式U·s=U·g+I·Z---(1)]]>改变所加电压s，测量两次，如果两次测试时干扰电压g不变，则有如下方程U·s1=U·g+I·1Z---(2)]]>U·s2=U·g+I·2Z---(3)]]>式(2)减式(3)U·s1-U·s2=Z(I·1-I·2)]]>则阻抗Z计算表达式如下Z=U·s1-U·s2I·1-I·2---(4)]]>上面两式相减消除干扰电源的前提是相量相减，要求两次测量时干扰电源的幅值、相位相等。
三相电源测试采用三相电源时，为了消除所加三相电源不对称对参数测试的影响，可采用线电压计算阻抗，如图3所示，图中ga、gb、gc分别为三相干扰电压，ab、bc、ca分别为所加三相电源。以采用A，B相电气量计算阻抗为例，两次调节所加电压可得到如下方程U·ab1=U·ga+I·a1Z-U·gb-I·b1Z---(5)]]>U·ab2=U·ga+I·a2Z-U·gb-I·b2Z---(6)]]>如两次测试时，干扰电源ga、gb不变，式(5)减式(6)
U·ab1-U·ab2=Z(I·ab1-I·ab2)]]>则阻抗Z计算表达式为Z=U·ab1-U·ab2I·ab1-I·ab2---(7)]]>式中I·ab1=I·a1-I·b1,I·ab2=I·a2-I·b2]]>同样可以BC，CA两相电气量计算阻抗Z。
采用同步电源消除干扰感应电压前述的单相电源测试、三相电源测试中两次测试一个重要条件就是干扰电压不变，包括幅值和相位不变。如能找到一个同步电源，该同步电源与干扰电压g相位差固定，两次测试采样都以该同步电源为基准，则可以有效保证两次测试时干扰感应电压相位不变，而短时间内，干扰电压幅值不变，这样就可以保证两次测试时相量相减，达到消除感干扰电压的目的。
考虑到电力系统频率一致，短时间内，干扰电源和系统母线电压相位差是恒定的，可选取高、低压母线电压作为同步电源。两次测试采样都以该同步电源为基准，有效消除干扰感应电压。
同步电源的选取(1)从高压母线CVT或者单相TV二次侧取同步电源。
变电站220kV及以下电压等级母线上一般装有单相电容式电压互感器CVT或者单相TV，500kV及以上电压等级母线上一般装有三相电容式电压互感器CVT或者单相TV，条件允许时，可选取CVT或者单相TV二次电压作为同步电源。该电源不受参数测试时所加电流和测试接线盘电阻的影响。
(2)从变电站现场低压电源箱取同步电源。
变电站5现场都设有低压测试电源箱，设变电站测试电源箱分布如图4所示，电源箱可提供三相380V电源和单相220V测试电源。
采用现场电源箱1作为参数测试电源时，可选取调压器前端电压作为同步电源(即图4中同步1所示)，同步电源相位只受站用变母线到现场电缆的总电阻和两次调压电流之差值的影响，考虑测试接线盘电阻很小，同步电源受所加电流变化可忽略。
采用现场电源箱1作为参数测试电源时，实际测试时，也可采用现场电源箱2电压作为同步电源，即图4中的同步2，同步电源不受两次电流差影响，也不受电缆电阻的影响。外加三相电源测试时的方式测试线路正序阻抗和正序电容时，可外加三相电源测试，按前述同步电源的选取方法选取同步电源。以同步电源从三相调压器前端选取为例，此时可取线电压或者相电压(在电源箱提供中线的情况下)作为同步电源，如图5所示，图5为外加三相电源时正序阻抗测试原理接线图，同步电源为三相调压器前端线电压AB；外加单相电源测试时的方式测试线路阻抗和正序、零序电容、线间互感、线间互电容时，可外加单相电源测试，按前述同步电源的选取方法选取同步电源。以同步电源从单相调压器前端选取为例，同步电源取为调压器前端单相电压，如图6所示。
权利要求
1.一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，其特征是包括如下步骤1)输电线路工频参数测试中采用一与干扰感应电压同步的同步电源；2)进行两次测试，且两次测试时都以同步电源为基准；3)两次测试实行相量相减。
2.根据权利要求1所述的一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，其特征是所述的同步电源为调压器前端测试电源电压或者变电站高、低压母线TV二次电压。
全文摘要
本发明涉及一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法。一种消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压的方法，其特征是包括如下步骤1)输电线路工频参数测试中采用一与干扰感应电压同步的同步电源；2)进行两次测试，且两次测试时都以同步电源为基准；3)两次测试实行相量相减。该方法用来消除输电线路工频参数测试中的干扰感应电压，提高参数测试准确性和精度。
文档编号G01R31/00GK1707275SQ20051001867
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月10日 优先权日2005年5月10日
发明者杨经超, 王志华, 邓之刚, 王永业, 张小波 申请人:武汉中元华电科技有限公司