一种输电线路参数测试系统及测试方法与流程

本发明涉及输电线路测试领域，更具体地说，它涉及一种输电线路参数测试系统及测试方法。

背景技术：

1、输电线路参数是电力系统潮流计算、继电保护整定、过电压计算、系统进行方式选择等工作必备数据，主要在输电线路新建或改建后进行实测获得。线路参数在测试过程中，空间带电粒子、临近带电线路、通信载波信号等干扰源在电磁、静电感应作用下，会在被测线路上产生干扰信号，其中临近带电线路静电和电磁感应干扰是主要因素。通常采用工频变相量法、异频法、增量法、干扰法和谐波法等，可有效消除大部分干扰对测试的影响，但跨区输电的特高压输电线路长度可达数百至数千公里，且通常与超特高压输电线路共用输电走廊，在待测输电线路上感应的电压、电流分别可达数千至数十万伏、数十安，这将对试验人员、设备安全带来严重影响，必须采取干抗抑制措施后再进行测试。

2、待测输电线路干扰主要分为静电分量、工频分量和高频分量，其中静电分量主要是邻近带电交、直流输电线路通过线间互容充电产生，工频分量是邻近带电交流线路通过线间互感耦合产生，高频分量是邻近带电交、直流线路高次谐波通过线间互感耦合产生。实测中主要表现为直流分量、工频分量、3k次谐波分量，12k次谐波分量(直流工程多采用12脉动整流)。目前，确定交、直流线路感应电压、电流可采用仿真计算或实测方法，但在线路参数测试过程中，因电网运行安全及保供电原因，很难将邻近线路停电以降低对待测输电线路的干扰，故此，目前相关技术提出的仿真计算或实测方法无法有效抑制邻近线路产生的感应电压与感应电流对线路参数测试过程产生的影响，因此无法保证输电线路参数测试工作的安全性及参数测试结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种输电线路参数测试系统及测试方法，本发明解决了相关技术无法抑制与待测输电线路邻近的运行线路产生的感应干扰问题。

2、本发明的第一方面，提供了一种输电线路参数测试系统，测试系统包括依次连接的试验电源模块、自适应干扰抑制模块以及线路参数测试模块；

3、所述试验电源模块，用于输出不同测试频率的电压值；

4、所述自适应干扰抑制模块，用于使试验电源模块每次单一频率有效注入所述线路参数测试模块，以降低所述线路参数测试模块中的电磁感应电流和电容耦合电压；

5、所述线路参数测试模块，用于与直流或交流输电线路的各相连接。

6、在一种实现方案中，所述自适应干扰抑制模块具有输入端、输出端和接地端，所述自适应干扰抑制模块包括第一电阻、电感、第二电阻和电容；

7、所述第一电阻，用于降低与试验电源模块同频率的直流或交流输电线路对地回路感应干扰电流和直流或交流输电线路各相之间回路电磁感应电流；

8、所述电容与电感并联，用于形成与试验电源注入频率不同的线路电容耦合干扰电压频率的低阻抗通路，以降低直流或交流输电线路电容耦合电压产生的电磁感应电压；

9、所述第二电阻，用于控制同频率互通和不同频率阻断的带宽范围；

10、其中，所述第一电阻的一端作为输入端，所述第一电阻的另一端与电感、第二电阻和电容并联的一个节点连接作为输出端，所述第一电感、第二电阻和电容并联的另一个节点作为接地端。

11、在一种实现方案中，当参数测试的输电线路为直流输电线路时，所述试验电源模块为两相对称调频试验电源，所述自适应干扰抑制模块的数量为两个，所述线路参数测试模块的数量为两个；

12、由两相对称调频试验电源、两个自适应干扰抑制模块和两个线路参数测试模块搭建直流输电线路参数测试系统。

13、在一种实现方案中，当参数测试的输电线路为交流输电线路时，所述试验电源模块为三相对称调频试验电源，所述自适应干扰抑制模块的数量为三个，所述线路参数测试模块的数量为三个；

14、由三相对称调频试验电源、三个自适应干扰抑制模块和三个线路参数测试模块搭建交流输电线路参数测试系统。

15、本发明的第二方面，提供了一种输电线路参数测试方法，应用于如本发明的第一方面提供的一种输电线路参数测试系统，测试方法包括：

16、获取试验电源模块的测试频率范围和耐受电压；

17、计算出在测试频率范围下自适应干扰抑制模块的电感和电容的乘积范围，根据耐受电压选择电容的电容值，根据乘积范围和电容的电容值确定电感的电感值；

18、根据自适应干扰抑制模块的频率响应函数和传递函数，确定出自适应干扰抑制模块的品质因数和角频率；

19、根据品质因数和角频率确定出第一电阻与第二电阻的阻值。

20、在一种实现方案中，所述电感的电感值仅随试验电源的测试频率变化而变化。

21、在一种实现方案中，控制所述电感的电感值仅随试验电源的测试频率变化而变化的过程具体为：

22、试验电源模块通过反相器将电压相位进行180度偏转，通过阻抗变换将电感控制回路与试验电源模块隔离，将经过阻抗变换后的电压信号接入电感的中部线圈接头，通过试验电源模块测试的反相磁通控制电感值仅随测试频率线性变化。

23、在一种实现方案中，计算乘积范围的计算式为：其中，f表示测试频率，lf表示电感的电感值，c1表示电容的电容值。

24、在一种实现方案中，所述频率响应函数的表达式为：其中，τ1＝lf/r2，τ2＝r1*c1，lf表示电感的电感值，c1表示电容的电容值。

25、在一种实现方案中，所述传递函数的表达式为：其中，ωp表示角频率，qp表示品质因数，s表示复变量，qp＝ωp/2re(g(jω))，g(jω)表示频率响应函数，im表示复数虚部，re表示复数实部。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、在本发明提供的一种输电线路参数测试系统中，测试系统包括试验电源模块、自适应干扰抑制模块以及线路参数测试模块；试验电源模块，用于输出不同测试频率的电压值；自适应干扰抑制模块，用于使试验电源模块每次单一频率有效注入所述线路参数测试模块，以降低所述线路参数测试模块中的电磁感应电流和电容耦合电压；线路参数测试模块，用于与直流或交流输电线路的各相连接；目前，试验电源模块的测试频率是以单一频率注入线路参数测试模块，本实施例提供的自适应干扰抑制模块可保证试验电源模块每次单一频率有效注入线路参数测试回路，钳制线路参数测试回路中与试验电源注入频率不同的电磁感应电流、电容耦合电压幅值，提升线路参数测试在单频率下测试精度和保障试验电源模块和测试人员的安全。

技术特征：

1.一种输电线路参数测试系统，其特征在于，测试系统包括依次连接的试验电源模块、自适应干扰抑制模块以及线路参数测试模块；

2.根据权利要求1所述的一种输电线路参数测试系统，其特征在于，所述自适应干扰抑制模块具有输入端、输出端和接地端，所述自适应干扰抑制模块包括第一电阻、电感、第二电阻和电容；

3.根据权利要求2所述的一种输电线路参数测试系统，其特征在于，当参数测试的输电线路为直流输电线路时，所述试验电源模块为两相对称调频试验电源，所述自适应干扰抑制模块的数量为两个，所述线路参数测试模块的数量为两个；

4.根据权利要求2所述的一种输电线路参数测试系统，其特征在于，当参数测试的输电线路为交流输电线路时，所述试验电源模块为三相对称调频试验电源，所述自适应干扰抑制模块的数量为三个，所述线路参数测试模块的数量为三个；

5.一种输电线路参数测试方法，应用于如权利要求1至4任一项所述的一种输电线路参数测试系统，其特征在于，测试方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种输电线路参数测试方法，其特征在于，所述电感的电感值仅随试验电源的测试频率变化而变化。

7.根据权利要求6所述的一种输电线路参数测试方法，其特征在于，控制所述电感的电感值仅随试验电源的测试频率变化而变化的过程具体为：

8.根据权利要求5所述的一种输电线路参数测试方法，其特征在于，计算乘积范围的计算式为：其中，f表示测试频率，lf表示电感的电感值，c1表示电容的电容值。

9.根据权利要求5所述的一种输电线路参数测试方法，其特征在于，所述频率响应函数的表达式为：其中，τ1＝lf/r2，τ2＝r1*c1，lf表示电感的电感值，c1表示电容的电容值。

10.根据权利要求5所述的一种输电线路参数测试方法，其特征在于，所述传递函数的表达式为：其中，ωp表示角频率，qp表示品质因数，s表示复变量，qp＝ωp/2re(g(jω))，g(jω)表示频率响应函数，im表示复数虚部，re表示复数实部。

技术总结
本发明公开了一种输电线路参数测试系统及测试方法，涉及输电线路测试领域，其技术方案要点是：测试系统包括依次连接的试验电源模块、自适应干扰抑制模块以及线路参数测试模块；所述试验电源模块，用于输出不同测试频率的电压值；所述自适应干扰抑制模块，用于使试验电源模块每次单一频率有效注入所述线路参数测试模块，以降低所述线路参数测试模块中的电磁感应电流和电容耦合电压；所述线路参数测试模块，用于与直流或交流输电线路的各相连接。本发明解决了相关技术无法抑制与待测输电线路邻近的运行线路产生的感应干扰问题。

技术研发人员：张榆,杨琳
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27