基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种输电线路电容参数精确测量方法，内容为基于谐波分量的不换位 输电线路电容抗干扰测量方法。
【背景技术】
[0002] 输电线路参数是电力系统中潮流计算、功率损耗计算、短路计算、故障分析和继电 保护整定计算的重要基础数据。没有准确的线路参数，便无法保证上述计算的精确性，进而 可能导致继电保护装置和其他自动装置的不动作或误动作。因此，准确地获取输电线路的 参数对电力系统的正常运行有着十分重要的意义。
[0003] 随着近年电力系统的飞速发展，由于输电走廊拥挤和线路杆塔建造费用高昂，禪 合输电线路的数量不断增加，使得线路间的电磁干扰愈加严重，给精确测量输电线路参数 带来了很大的困难。
[0004]目前，关于输电线路的计算和测量已取得了许多成果。获取输电线路参数的主要 方法包括理论计算方法和实地测量方法。而由于大地的±壤电阻率会随着线路下方的地理 环境条件变化而改变，且计算法忽略了气候和附近线路的电磁干扰对线路参数的影响，尤 其是对零序参数的影响。因此，需要对输电线路参数应该进行实地测量。
[0005] 然而在实际测量中，200km W下输电线路多为不换位线路，导致不换位线路之间的 干扰增强，因为附近其他不换位线路的=相线路在测量线路上的感应电压相量和不为零。 尤其是强干扰环境下，附近的禪合线路会在测量线路上感应出较大的工频电压，即工频干 扰，会给线路工频参数测量来带很大的误差。
[0006] 由于干扰电压会随着附近线路潮流变化而改变，且由干扰电压引起的干扰电流无 法测量，因此，实际中将干扰电压和干扰电流纳入计算公式是很难实现的。在绝大多数的电 容参数实际测量中，均采用了并未考虑干扰的测量方法，导致测量误差较大，无法满足实际 工程测量需求。
【发明内容】
[0007] 本发明主要是解决现有技术所存在的由于附近不换位线路带来较强工频干扰而 导致测量误差较大的弊端；提供了一种基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方 法，该方法能消除工频干扰带来的影响，精确测量出线路所有的电容参数，包括零序电容、 正序电容、负序电容W及不同序之间的互电容等参数。
[000引本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得W解决的：
[0009] 基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，其特征在于，定义输电线 路由停电的被测线路a和带电运行的线路b组成，且每回线路均由S相线路构成。测量步 骤包括：
[0010] 步骤1，通过升压变压器（空载下能饱和的变压器），在测量线路a首端施加=相 工频电压，线路a末端S相开路（末端电流为0)。利用基于GI^S技术的同步测量装置同步 采集线路a首端的S相电压巧,、C4、巧s，末端的S相电压巧M、巧M、巧M和首端的S相电流、巧X、巧S。
[ocm] 步骤2,交换首端S相电源中A相和B相与被测线路的接线位置，利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的S相电压^已、b?,，末端的S相电压 巧 1/、巧,/、化/和首端的二相电流&S、&S、&S。
[001引步骤3,交换首端S相电源中A相和C相与被测线路的接线位置，利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的S相电压心3。5、心3^、末端的S相电压 巧M、巧M、巧M和首端的；相电流巧S、巧S、巧S。
[0013] 步骤4,对步骤1、步骤2和步骤3 =种独立测量方式下得到的=组首末两端的= 相电压和S相电流数据，采用加汉宁窗的FFT(快速傅里叶变换）插值算法处理，得到S组 首末两端的=相电压和=相电流的=次谐波分量，包括：
[0014]第一次测量下，线路a首端S相电压的S次谐波分量巧巧"、巧.,；，末 端S相电压的S次谐波分量:巧^3、巧W3、巧M3和首端S相电流的S次谐波分量 才站3、fbS3、icS3 °
[0015] 第二次测量下，线路a首端S相电压的S次谐波分量巧S3、巧S3、巧《，末 端=相电压的=次谐波分量己/3和首端=相电流的=次谐波分量 taSJ>、.人…、/。" °
[0016]第S次测量下，线路a首端S相电压的S次谐波分量巧W巧,g、巧S3， 末端=相电压的=次谐波分量巧M3、巧M3、巧M3和首端=相电流的=次谐波分量 IaS3、IhS3、^cS3 °
[0017] 步骤5,由w上=组线路首末两端的=次谐波电压和=次谐波电流，W及线路模 型，可得：
[001 引
【主权项】
1. 一种基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，定义待测量输电线路 a、正常运行并带来工频干扰的输电线路b，测量步骤包括： 步骤1，通过升压变压器，在被测量线路a首端施加三相工频电压，线路a末端开 路，末端电流为〇 ;利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的三相电压 A、A，末端的三相电压和首端的三相电流4、 步骤2,交换首端三相电源中A相和B相与线路的接线位置，利用基于GPS技术的同步 测量装置同步采集线路a首端的三相电压巧、K，末端的三相电压 和首端的三相电流 步骤3,交换首端三相电源中A相和C相与线路的接线位置，利用基于GPS技术 的同步测量装置同步采集线路a首端的三相电压末端的三相电压 和首端的三相电流Cs、4s、 步骤4,对步骤1、步骤2和步骤3三种独立测量方式下得到的三组首末两端的三相电 压和三相电流数据，采用加汉宁窗的FFT插值算法处理，得到三组首末两端的三相电压和 三相电流的三次谐波分量，包括： 第一次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量&Μ3、，末端 三相电压的三次谐波分量:ULd、OLvr3和首端三相电流的三次谐波分量 i aS3、ibS3>、^cS 3 > 第二次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量C>i.3、t>^3、C^, 3，末端 三相电压的三次谐波分量:J〖M3、?和首端三相电流的三次谐波分量 Z 2 /2 11 . I 立 bS：S、^ cS3 ' 第三次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量[>L3、，末 端三相电压的三次谐波分量和首端三相电流的三次谐波分量 '.iln、ilsr'、匕' 步骤5,由三组线路首末两端的三次谐波电压和三次谐波电流，以及线路模型，得：
Ya3为被测量线路A相三次谐波频率下的导纳，Yb3为被测量线路B相三次谐波频率下 的导纳，Ye3为被测量线路C相三次谐波频率下的导纳，Y ^、￥3。3、\。3为被测量线路不同两相 之间三次谐波频率下的互导纳； 解方程求得导纳矩阵Y3; 步骤6,将被测量线路三次谐波频率下的相导纳矩阵转换为基波频率下的序电容矩阵， 同时除以线路长度1，得到每千米的电容参数；包括零序电容Ctl、正序电容C1、负序电容C 2、 以及不同两序之间的互电容CQ1、CQ2、C1Q、C 12、C2Q、C21;
上式中，I为线路长度，w = 2 π f，f为电网频率。
2. 根据权利要求1所述的基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，特征 在于：所述步骤1、2、3、4中，通过饱和变压器在测量线路中产生的三次谐波，利用基于GPS 技术的同步测量装置测量线路首末两端的三相电压和三相电流，采用加汉宁窗的FFT插值 算法对线路首末两端的电压和电流处理，得到首末两端的三相电压和三相电流的三次谐波 分量，利用谐波分量进行计算。
3. 根据权利要求1所述的基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，特征 在于：所述步骤5和步骤6中，考虑到不换位线路两相之间互参数不相等，利用谐波分量求 解出所有相的自导纳和相间互导纳，进而得到所有序电容参数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，通过饱和变压器在测量线路中产生足够大的三次谐波，利用基于GPS技术的同步测量装置测量线路首末两端的三相电压和三相电流，采用加汉宁窗的FFT插值算法对线路首末两端的电压和电流进行处理，得到首末两端的三相电压和三相电流的三次谐波分量。同时考虑到不换位线路两相之间互参数不相等，利用谐波分量并基于输电线路集中参数模型求解出所有相的自导纳和相间互导纳参数，进而得到所有序电容参数。被发明专利消除了附近带电运行线路工频干扰对被测量线路电容测量的影响，极大地提高了测量精度，可满足实际工程测量的需要。
【IPC分类】G01R27-26
【公开号】CN104865452
【申请号】CN201510331077
【发明人】胡志坚, 熊敏
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月15日