强干扰下测量分析.doc

引言系统内平行线路很多，在不能同时停电情况下，因被测线路的感应 电压较高，给线路工频参数的准确测量带来了严重的干扰，为此，作者 对强干扰下输电线路工频参数的测量方法进行了分析研究1输电线路工频参数测量的干扰源输电线路工频参数测量中的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；工频分量主要来斤电感应电势和磁 感应电势两部分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，其作用相当于路导线上沿纵向申接了-•个磁感应电势氏 ⑴同时，运行线路的电场通过两线路之间的电容耦合，还会在试验线 路上产生电感应电势这可看作路导线对地电容支路中串接了一,个 等效的电感应电势E,如图1因导线的等效对地电容具有很高的容抗, 一旦线路-•端接地或经试验电源内阻接地，导线上的电感应电势将急剧 下降，所以影响测量结果的主要因素是纵向感应电势Em。

ECC工-一/2图1工频干扰感应电势等效图2消除干扰的测量方法2.1多功能试验变压器组研制的移相和隔离用多功能试验变压器组由三台单相多绕组变压器 组成，每只变压器具有两组相互独立的高低压线圈如图2,两个高压 或低压线圈可申联或并联使用，这样三个单相变压器可组成Y/Y、Y//X、 △ /△、等多种接线组别lOkVlOkV400V4OOV图2多功能试验变压器示意图该变压器组具有如下功能：1） 三台变压器的副方和原方通过适当的接线可在0〜360之间 每隔30进行相位转换以使加路上的电源电压与干扰电压同相位 或反相位，即该变压器组可作移相变压器组使用；2） 测量零序阻抗时兼作隔离变压器，且可用最大输出1 600 V 的电压进行试验，以加大试验电源电流；3） 测量正序电容和零序电容时，该多功能试验变压器组最大可输出d 线电压，以提高试验电源的电压2.2移相倒相法测量零序阻抗当被测线路存在较大感应干扰电压时，其零序阻抗测量等效电路图如图3⑵其中,A、B、C三相线路存在的干扰电压分别为 、顽1、 ，分解为正序、负序和零序干扰电压后,由于正负序三相互相抵消，1、2点之间的干扰电压实际仅由日1、日2、U2这三相零序电压引起，且"为试 验电源电压，取自现场的400 V电源，并经调压器和多功能试验变压器 T输出。

试验仪表精度0.2级先用高内阻电压表测量1点对地电压即线路 的感应零序电压u如图4a),后在试验电压S下，读取电流羸和功率 损耗春值，再倒换隔离变压器输出电压极性，在同电流条件(Io2=Io!=Io) 下，读取试验电压山和损耗Po2图3干扰较大时零序阻抗测量等效电路图图4线路零序阻抗试验接线正极性试验电压u】与感应电压的合成电压"oi(= "1Uo生的试验电流滞后于 的相位角即是零序阻抗z的阻抗角代・加使U相位•T1滞后于出角度a，试验仪表所测得的阻抗Z|的幅角4)01,是试验电流01滞后于试验电压 的角度，由图5可知*01= *0当反极性试验电压*施加于线路时， 和山的合成电压端.产生I02(=3u01/Z0)o由于在正、反极性电压下保证了试验电流U02又比试验电压鬼超前a角，使仪表测得的阻抗Z的幅 角比实际阻抗Z的幅角减小a角即(1)02=巾0—综上两项，令0= ( 4)oi+ 4>02)/2,即只要把正反极性试验电压下的测 试阻抗幅角取平均值，即可完全消除感应电压对幅角的误差影响Zo/3图5零序阻抗测试等值电路和向量图由图5得出：|Z| = (3/70)Jug — o>伊=(1 /2)[arccos (P01 /Zouj) 4- arccos(P02//0u2)]#2.3正序阻抗移相测量法Ta试验回路的等效电路图见图6。

图中，F Z\ • . .GA；Q"A0（v）Mcu；（2）uc,w图6线路存在干扰时测量正序阻抗的等效电路图Eg = Ugc /， ，Ec=uCa/V3 q因干扰电压的零序分量不构成回路，实测的是干扰电压 的正、负序分量g^1、g心，其有效值可经负序电压过滤器获得⑶为 此用改变三相试验电源E的相序进行正序阻抗试验，步骤如下：设测得的三相正、负序干扰电压分别为U.Z 9 |、U.Z ( 9 -120 )、 UiZ ( 0 )+120 )和 U2Z 02> U2Z ( e2-120o )、U2Z ( 0 2+120 ), 则：1) 第一•次施加三相正序电源A、B、C,三相线路上通过的电流为L、 L、L,正序阻抗为Z”得：GEUiCos 0 !=Z2! (E + H+Fq _3 (E2+U2!+U22)o2) 第二次仍是用正序电源，进行三个步骤：先是电源相序为A、B、 C(己在1次测出结果)；然后是B、C、A；最后是C、B、Ao三相线路上 的电流依次为lai (11) > Ibl (【2)、Li(【3)； 1心】b2、【c2；【a3、【b3、【c3 三次测得的线路总损耗分别为Pi、R、P30同理可推出：6UiU2cos ( 02- 0,) =T\ (1七 + 1七+1%)—3 (E+U+U%)。

3) 第三次施加负序三相电源施加的电源相序为A、C、Bo测得三 相线路电流依次为「、【2、I 3,可得：6E&COS2=Z% (「％ +「％ + 1%) —3 (E2+U2!+U22)o由以上二式可知：L = Lh = I 1,导出：_ I 6（E2 4-u^ 4-u^）1=食+1；+1；+1；+1%+1：34） 步骤2）中测得的数据可导出正序电阻：Ri= （P1+P2+P3） / ［也+耽+也+也+珞+巳+也+也+巳一9 （U2i+U22） /Z2J o由于三相线路上存在较大的干扰电压，将给正序阻抗的常规测试带 来很大的误差，用改变三相试验电源相序的方法，仅需4组数据，便可 有效消除干扰电压带来的误差，得到理想准确的正序阻抗值5） 测量正序电容和零序电容在10 kV下测量正序电容和零序电容，其干扰电压很小，对测量结 果影响不大实测时将试验电压提高到34. 6 kV,配以0.2级的互感器 和表计，完全能达到测试精度的要求3试验实例1996年11月16日至18日按移相倒相法实测了 500 kV洛肥5301 线路的零序阻抗和正序阻抗该线路有多处与其平行的不同电压等级的 线路，感应电压甚高正式测试之前，路末端（洛河发电厂侧）开路的情况下，分别在 首端用高内阻高压电压表测试了线路的A、B、C三相干扰电压分别为1 521 V、 1 120 V、 1 643 V。

3. 1零序阻抗的测量施加试验电压前，用高内阻电压表测得线路零序感应电压u0=31 V（末端短路接地），示波器观察u波形为较好的正弦波测试数据见表lo表1洛肥5301线零序阻抗测试数据表电源相序试验 电压 N试验 电流 /A损耗P /W模值1 Z1 /Q幅角9 /()新法计算值模值1 Zo 1 /Q幅角/()AC307.89.1774101.4773.95102.079.85CA314.29.1211103.5885.76101.179.80AB342.59.6797107.0375.79101.679.92试验时分别用AB相电源倒相一次，再移相用BC和AC相电源各倒相一次 不倒相每次测得的Z（）的幅值和幅角差别较大，移相三次后，其结果基本上是一样 的，即该方法基木上消除了感应电压引起的误差3.2正序阻抗的测量施加试验电压以前，用负序过滤器配以高内阻电压表测得线路正、负序感应电 压的幅值分别为27、15 V（末端短路接地）测试数据见表2表2洛肥5301线正序阻抗测试数据表三相电源 相序U12 /VU23 /VUl3 /VENIi/AI2/AI3/AP /W传统方法计算值/QZiRiABC303.6303.9304.0175.45.905.795.8730229.972.938BCA302.6304.0303.8175.25.865.786.0025929.792.497CAB302.7306.5302.1175.45.805.755.8626230.242.596ACB303.6303.8304.0175.45.905.805.7529930.152.946由表2可见：有干扰时，在每种不同情况下，按传统方法求得正序阻抗虽 然差异不大，但正序电阻差别近20%o为了求得该线路的真实正序阻抗和正序电 阻，我们按前述公式计算可得：Z】=30.64 Q, R】=2.76 d这就是消除干扰后的 正序阻抗和正序电阻值。

4结论试验和现场实测证明，零序阻抗的移相倒相测量法、正序阻抗的移 相测量法及它们相应的消除干扰的计算公式具有良好的实用价值作者单位：安徽省电力试验研究所（合肥230022）郭守贤 王贻平 程 晋明。