CN101034117A - 输电线路工频参数测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力测量技术领域，特别是涉及输电线路工频参数测量方法及装置，输电线路工频参数测量方法的特点是通过在100～2000Hz中频范围内扫频测量输电线路，根据测量信号的信噪比设定测量用信号源的频率，根据输电线路长度设定测量用信号源的电压，采集输电线路的基本电路参数后计算得到输电线路工频等效参数；输电线路工频参数测量装置包括以单片机为控制核心的控制系统，及受单片机控制的智能数控变频变压电源、电压电流检测电路、数字滤波与信号采集电路，智能数控变频变压电源向输电线路提供测量用信号源，输出电压电流检测电路由输电线路检测电路信号后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为基本电路参数送入单片机。

Description

输电线路工频参数测量方法及装置

技术领域

本发明属于电力测量技术领域，特别是涉及输电线路工频参数测量方法及装置。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，线路参数需要在线路建成初期测定。而且这些物理参数虽然在相当一段时期内不会变化，但由于长期投运后导线的老化、土壤电阻率变化，或者气候、环境及地理等因素的影响都可能会使线路参数发生变化。因此电力调度部门要求实测输电线路的工频参数。工频参数一般包括直流电阻、正序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线路间的耦合电容和互感阻抗，这些参数均是在进行电力系统潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算和选择电力系统运行方式等工作之前须建立电力系统数字模型的必备参数，这些参数的计算往往比较复杂且难以准确计算架设线路环境对线路参数的影响。

值得注意的是，在测量输电线路的工频参数时，来自临近线路的系统干扰电压会非常大。此时，如果采用常规工频参数测量方法，即采用工频电源作为测量用信号源，由于干扰波形会严重畸变，而且信号不稳定，信噪比会非常低。这必然会引起相当大的测量误差，甚至根本得不到准确数值。虽然通过提高工作电压和采取电源倒相法、移相法，可以在一定程度上减小干扰，提高信噪比，但通过升高测量电压由于受到电源功率、重量，移相器功率、体积等的影响，使测量工作十分困难，并且测量结果不能信服。因此，研究新的输电线路工频参数测量方案十分必要。

发明内容

本发明目的在于解决现有工频参数测量方法的原理缺陷和技术含量不足，提供一种能克服临近线路干扰的智能高效新式输电线路工频参数测量方案。

为实现上述目的，本发明提供的输电线路工频参数测量方法在100～2000HZ中频范围内扫频测量输电线路，根据测量信号的信噪比设定测量用信号源的频率，根据输电线路长度设定测量用信号源的电压，采集输电线路的基本电路参数后计算得到输电线路工频等效参数。

而且，采用变频单相或三相交流电源实现测量用信号源，根据输电线路的长度选定测量用信号源的输出电压，输出电压值范围为20～500V。

而且，将测量用信号源施加到输电线路时，采用高于电力系统工频以上2～40倍频率的数控单相或三相隔离变压器隔离测量用信号源和输电线路。

而且，通过软件控制实现测量用信号源的频率和电压的自动设定，步骤如下，

(1)启动电源产生最小幅度测量信号，产生的信号加载到输出端，信号频率于100～2000HZ中频范围内连续变换，并同时检测输出电流大小；

(2)根据输出电流大小计算信噪比，确定出信噪比高的测量用信号源的频率；

(3)由小到大调节电源电压，调节同时检测输出电流大小，直到输出电流信号大小满足输电线路长度测量要求时确定为测量用信号源的电压。

而且，所述基本电路参数包括给定频率下电压、电流和相位，通过计算和分析得出给定频率下的线路参数电容、电感、电阻值，然后经过计算和分析得出对应要求的工频时的工频等效参数，包括直流电阻、正序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线路间的耦合电容和互感阻抗。

本发明还提供了上述输电线路工频参数测量方法所用的输电线路工频参数测量装置，包括以单片机为控制核心的分析和控制系统，及受单片机控制的智能数控变频变压电源、电压电流检测电路、数字滤波与信号采集电路，智能数控变频变压电源向输电线路提供测量用信号源，输出电压电流检测电路由输电线路检测电路信号后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为基本电路参数送入单片机。

而且，所述智能数控变频变压电源采用基于SPWM技术的数字变频电源方案实现，包括SPWM波形发生器和功率输出器件，SPWM波形发生器在单片机控制下产生的SPWM脉冲信号控制功率输出器件。

而且，单片机输出信号与SPWM波形发生器之间设置了光电隔离器，电源输出到输电线路之间设置了隔离变压器，电压电流检测电路采用隔离电压变送器和隔离电流变送器。

而且，所述数字滤波与信号采集电路包括中心频率与电源隔离变压器相应的带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器，隔离电压变送器和隔离电流变送器接入带通滤波器，带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器顺次连接，单通路A/D转换器的输出接入单片机。

本发明利用电力线路的等效参数实质上是等效电阻、等效电容、等效电感的特点，是输电线路的固有特性，在一定的频率范围，不受测量信号频率的影响，通过施加高于工频(50Hz左右)2倍～40倍的中频频率(100～2000HZ)进行测量，避开了信噪比较差的频带，求取工频等效参数，解决了直接进行工频测量因干扰巨大而无法获得正确测量值的问题。本发明提供的输电线路参数测量方法比传统测量方法能更有效的消除系统工频干扰带来的测量值误差，提高信噪比，得到更理想、更准确的测量参数值。同时，可避免为了提高信噪比、减小误差，而大幅的提升测量电压、电流的问题，从而也可以避免因为要求调压器等试验电源的容量增加，给现场试验造成的不便和困难。实现了电力线路工频参数的高精度测量。本发明还提供了上述方法所用的输电线路工频参数测量装置，集成设置了智能数字变频变压电源输出和快速采集处理线路参数功能，只需通过单片机软件设置，即可提供扫频输出，完整提供了本发明输电线路参数测量方法的高效智能实现手段。本发明解决了电力系统目前的难题，对于解决电力系统诸如网损计算、保护整定、线路工况的判断和状态诊断均有着十分重要的现实意义，同时为解决电力系统高电压带电在线监测提供了高效的技术手段。

附图说明

图1为本发明的装置结构框图；

图2为本发明实施例一智能数控变频变压电源工作原理图；

图3为本发明实施例二滤波与信号采集电路工作原理图；

图4为本发明实施例装置工作流程图；

图5为本发明实施例测量正序阻抗接线原理图；

图6为本发明实施例测量零序阻抗接线原理图；

图7为本发明实施例测量互感阻抗接线原理图；

图8为本发明实施例测量正序电容接线原理图；

图9为本发明实施例测量零序电容接线原理图；

图10为本发明实施例测量耦合电容接线原理图。

具体实施方式

本发明提供的输电线路参数测量方法将测量用信号源施加到输电线路，然后采集输电线路的基本电路参数，与现有输电线路参数测量方法区别在于：在100～2000HZ中频范围内扫频测量输电线路，根据测量信号的信噪比设定测量用信号源的频率，根据输电线路长度设定测量用信号源的电压，采集输电线路的基本电路参数后计算得到输电线路工频等效参数。由于测量线路上主要干扰源来自邻近线路产生的工频感应电压，而电网频率相对固定(49.5-50.5Hz)，因此施加测量电压到待测输电线路，测量电压的频率避开干扰幅值最大的频率，即可达到抗干扰效果。目前国内外测量输电线路工频参数普遍采用系统50Hz电源作为测量用信号源，与干扰源吻合，因此虽然可以用采集得到的输电线路的基本电路参数直接计算得到工频参数，但受干扰影响大，精确度极低。本发明人注意到这种矛盾，创新提出改变激励电源的频率来避开干扰，施加测量电压时采用2～40倍于工频频率的变频单相或三相交流电源作为激励电源，根据线路干扰智能确定测量用信号源的输出频率。虽然在理论上只要能避开干扰频率就可以了，因此可以设定不同于工频的任何频率，但由于滤波器的性能不可能做到很高的Q值，-3db带宽不能做到很窄，测试频率应尽可能离工频信号远一些，这样会大大提高信噪比，有利于测试性能的提高。而过分的提高测试频率又会导致感抗的增加，降低测试电流，影响系统的测试性能。因此本发明提出通过在中频段扫频测量，根据信噪比来决定测试信号源采用的频率，控制变频电源输出信号的频率在100～2000Hz范围，利用电力线路的等效参数原理(等效电阻、等效电容、等效电感的特点，是输电线路的固有特性，在一定的频率范围，不受测量信号频率的影响)，采集输电线路的基本电路参数后计算得到输电线路工频等效参数，即可满足线路参数测量实际需要。

具体实施时测量基本过程可为：针对不同测量线路，在软件自动化测控下，在避开工频的中频段100～2000Hz自动扫频测量所测输电线路，检测测量信号的信号噪声比，分析出最佳测量用信号源频率和电压，电压值处于20～500V。然后，发出选定频率、电压的测量用信号源到输电线路。然后由相应的电压电流检测电路测量得到输电线路的单相或三相的电压、电流、相位等基本电路参数。因为测量频率与工频有差别，可通过数学算法，将测量频率的测量参数，通过数学分析模型，计算出输电线路的工频等效参数如：直流电阻、正序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线路间的耦合电容和互感阻抗。具体实施时可将数学计算过程通过软件手段集成到线路检测装置中。

本发明中测量用信号源非常关键，需要有针对不同线路干扰信号的频率特性，通过扫频避开干扰信号并确定测量信号源输出的频率的技术，并且需要根据输电线路的长度选定测量用信号源的输出电压。根据分析，测量用信号源的输出电压范围为100～2000Hz频段，输出电压值范围为20～500V，实施时可采用单相或三相交流电源实现测量用信号源。将测量用信号源施加到输电线路时，为了保护输电线路，可采用高于电力系统工频以上2～40倍频率的数控单相或三相隔离变压器隔离测量用信号源和输电线路。

测量用信号源施加在输电线路上后，由输电线路测得的电压、电流、相位等基本线路参数是取得等效工频参数的基础，由输电线路采样电压值和电流值的设备一般被称为信号处理检测板，通常包括电压电流检测电路和数字滤波与信号采集电路，电压电流检测电路取得输电线路信号后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为基本电路参数送入单片机。参见图5～10，本发明提供了由基本电路参数计算得到等效工频参数的详细过程：三相电流标记为Ia、Ib、Ic，三相电流标记为Ua、Ub、Uc，工频参数分为六类。

(1)测量正序阻抗时按照图5接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，线路长L；三相相电压有效值Ua，Ub和Uc；相电流有效值Ia，Ib和Ic；及其对应相的相位差θa，θb，θc，然后计算如下：

三相功率：P＝Ua*Ia*cosθa+Ub*Ib*cosθb+Uc*Ic*cosθc；

相电压平均值：U＝(Ua+Ub+Uc)/3；

相电流平均值：I＝(1a+Ib+Ic)/3；

单位长度正序阻抗：Z1＝(U/I)/L；

单位长度正序电阻：R1＝(P/3I²)/L；

单位长度正序电抗： $X1\sqrt{{Z1}^2-{R1}^2};$

单位长度正序电感：L1＝X1/2*3.14*f      (f为测试信号的频率)

(2)测量零序阻抗时按图6接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，软件处理用到线路长L；相电压有效值U，相电流有效值I；及其对应的相位差θ，计算如下：

功率：P＝Ua*Ia*cosθa；

单位长度零序阻抗：Z0＝(3U/I)/L；

单位长度正序电阻：R0＝(P/3I²)/L；

单位长度正序电抗： $X0=\sqrt{{Z0}^2-{R0}^2};$

单位长度正序电感：L0＝X0/2*3.14*f    (f为测试信号的频率)

(3)测量互感阻抗时按图7接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，以及输电线路2的相电压有效值Uml，和输电线路1上施加的电流有效值Imo，然后计算如下：

输电线路1与输电线路2的互阻抗：Zm＝Uml/Imo；

输电线路1与输电线路2的互感：M＝Zm/2*3.14*f；  (f为测试信号的频率)

(4)测量正序电容时按图8接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，线路长L；三相相电压有效值Ua，Ub和Uc；相电流有效值Ia，Ib和Ic；然后计算如下：

相电压平均值：U＝(Ua+Ub+Uc)/3；

相电流平均值：I＝(1a+Ib+Ic)/3；

单位长度正序容抗：Z1＝(U/I)/L；

单位长度正序电容：C1＝(I/2*3.14*U*f)/L；    (f为测试信号的频率)

(5)测量零序电容时按照图9接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，线路长L相电压有效值U，相电流有效值I；然后计算如下：

单位长度零序容抗：Z1＝(3*U/I)/L；

单位长度零序电容：C1＝(I/2*3.14*U*3*f)/L；    (f为测试信号的频率)

(6)测量耦合电容时如图10接线。每次测量后，根据硬件滤波处理后得到的主频信号和波形，软件处理得到输电线路1的相电压有效值Uml，和输电线路2上感应出来的电流有效值Imo，然后计算藕合电容Cm(μF)如下：

输电线路1与输电线路2的藕合电容：Cm＝Imo/2*3.14*f*Uml；

数据采样过程中，对待测试品电压及电流采用整周期采样，以保证采样数据的准确性，因周期性交流电压有效值 $\mathrm{Urms}=\sqrt{\frac{1}{T}\underset{0}{\overset{T}{\∫}}{v}^2\mathrm{dt}}.$ 离散化处理后可得N点

采样周期性交流信号的计算公式：

周期性交流电压有效值 $\mathrm{Urms}\sqrt{\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}v{\left(n\right)}^2},$ n＝0，1，……N-1；

周期性交流电流有效值 $\mathrm{Irms}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}i{\left(n\right)}^2},$ n＝0，1，……N-1；

功率 $P=\frac{1}{N}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}v\left(n\right)i\left(n\right),$ n＝0，1，……N-1。

通过设置合理的控制程序，可以减少使用者的操作，本发明提供通过软件控制实现测量用信号源的频率和电压的自动设定方案，步骤如下，启动电源产生最小幅度测量信号，产生的信号加载到输出端，信号频率于100～2000HZ中频范围内连续变换，并同时检测输出电流大小；根据输出电流大小计算信噪比，确定出信噪比高的测量用信号源的频率；由小到大调节电源电压，调节同时检测输出电流大小，直到输出电流信号大小满足输电线路长度测量要求时确定为测量用信号源的电压。

参见图4，本发明提供了具体实施例的控制系统工作流程：

首先系统上电复位；初始化各功能模块，确保系统处于最佳，安全工作状态；进入主菜单功能界面，等待用户选择功能操作。功能包括两种，一种是本机模式，直接选择进入检测处理，包括正序阻抗、零序阻抗、正序电容、零序电容、互感阻抗、相间电容，这些功能项流程相似，例如进入正序阻抗功能项，首先干扰电压大则需输出自动保护，返回进行功能选择，否则判断待检测线路感应电压，干扰电压小则继续进行下面的操作流程：等待输入相关参数，最小幅度启动电源，在单片机控制下电源产生的信号源信号加载到输出端，滤波检测输出电压电流，动态调节输出信号频率和电压，然后检测输出电流大小(电流没有达到测试要求需要调节电源电压，由于动态调节时是由小到大调节电源电压，说明电流小需要加大电源电压)，电流满足测试要求则计算相应频率下正序阻抗，然后可以改变测试频率再次调试，最好比较各频率下的参数值，选择最佳测量值。最后测试完毕关闭输出或者返出该功能项返回主菜单进行其他功能测量，结果可以上传给PC机。

另一种功能提供通过上位机远程检测的上位机模式，称为PC机测量。首先需要初始化通信接口USB，等待上位机发送测试类型命令，此时检测人员可通过键盘操作按退出键选择退出，若系统检测到退出键，则返回等待功能选择，若无退出邀请，同样选择正序阻抗、零序阻抗、正序电容、零序电容、互感阻抗、相间电容之一。例如进入正序阻抗，检测线路感应电压，干扰电压大则向上位机返回退出测试的命令，干扰电压小则向上位机返回开始测试的命令，等待上位机传送相关参数，之后的处理与本机模式基本相同，反复测试电流调节电压以得到适合的测量用信号源输出，直到测试完毕关闭电源后向上位机上传数据，退出PC机测量模式。

为了便于实施，本发明配合方法设计了专用的输电线路工频参数测量装置，包括以单片机为控制核心的分析和控制系统，及受单片机控制的智能数控变频变压电源、电压电流检测电路、数字滤波与信号采集电路，智能数控变频变压电源向输电线路提供测量用信号源，输出电压电流检测电路由输电线路检测电路信号后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为基本电路参数送入单片机。

参见图1，单片机控制系统以单片机为核心，例如采用51系列芯片实现高速单片机系统，单片机系统内可设置控制软件及数学分析模型，外围扩展设置的基本电路包括：用于人机交互的显示屏和键盘，具体实施时可采用LCD显示器作为显示屏，采用行列式扫描键盘，可以采用常用的I/O口扩展芯片8255实现键盘与单片机间的连接；用于保证系统正常运行的时钟与存储部分，具体实施时可采用EEPROM，NVRAM，FRAM等三种不同类型的数据存储器(例如FRAM系列并行接口FM1808)，在大多数系统设计中，数字时钟都是采用集成芯片，本发明实施时可采用国产高精度实时时钟SD2300；用于上位机控制的上下机通信部分，具体实施时可采用RS-485和USB通信接口。检测时，输电线路作为负载，智能数控变频变压电源根据单片机信号选择频率向输电线路提供激励信号，电压电流检测电路检测输电线路的电压电流等信息后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为数字的受激电路参数送入单片机，供单片机进行处理，或在单片机控制下发送到上位机后处理。

本发明提供的装置具体电路结构属于现有技术可实现的内容，例如单片机及外围电路，属于成熟技术，实施时选用适当单片机芯片后参照芯片使用手册即可。为了便于实施，本发明提供了为实现变频输电线路工频参数测量方法而特别设计的智能数字变频变压电源和动态数字滤波器与信号采集电路。

本发明所述智能数控变频变压电源采用基于SPWM技术的数字变频电源方案实现，包括SPWM波形发生器和功率输出器件，SPWM波形发生器在单片机控制下产生的SPWM脉冲信号控制功率输出器件。功率输出器件输出的是三相SPWM脉冲信号，该信号中含有高频载波成分，如果该信号直接接到一个纯电阻负载上，就不可能除掉高频载波信号，无法进行测试，因此这样的信号只能带感性负载(如三相电动机等)。为了使电源输出的信号是一个可以带任意类型负载的电源，因此本发明功率输出器件采用IPM模块(智能功率输出模块)，设置电源隔离变压器，大功率IPM模块的信号输出经电源隔离变压器后施加到负载。本发明实施电源隔离变压器采用宽频三角/星形结构隔离变压器，将三相SPWM脉冲信号作用到三角/星形结构隔离变压器上，同时为了消除输出滤波电感的噪音，可将变压器和电感集成在一起，利用变压器的漏感与电容组成LC低通滤波器，不但消除了输出滤波电感产生的噪音，而且简化了主电路设计。这样只要在变压器的输出端加滤波电容就可以得到波形较好的三相正弦信号。此时的三相正弦电源就可以带任意类型的负载了，并且可以带单相或三相平衡及不平衡负载。由于变压器的输入输出具有很好的隔离作用，因此可以有效避免因外界干扰对IPM输出造成的冲击，有力的提高了系统稳定性。为了提高测试系统工作的安全性，系统在进行测试时，可以设置输出保护，具体实施时，可以结合软件和隔离变压器实现保护控制：系统在未上电或上电启动测试后，系统测试信号的输出端口自动与外部待测输电线路处于断开状态；系统上电后首先对待测输电线路上的实际感应电压进行检测，系统通过对检测到的数据进行处理。如果测试的数据确认线路感应电压安全后，系统自动会将输出端连接到被测线路上进行正常功能测试，即接通电源隔离变压器；如果测试的数据发现线路感应电压超过了设备能正常工作的极限干扰电压，系统会自动向用户发出安全警报，禁止进行后续功能测试。

参见图2，本发明实施采用的智能数控变频测量电源基本工作过程如下：具体实施时，SPWM波形发生器可采用英国Mitel公司生产的增强型SA4828芯片，功率开关器件可采用智能功率模块PM100CVA120，一种大功率IPM模块。采用220VAC市电或后备移动电源(也作为电源整台装置工作提供辅助电源)经过硅整流，大电容滤波后得到稳定的直流电压提供给全桥逆变的IPM模块，由SPWM波形发生器产生的6路SPWM脉冲信号直接给6路SPWM脉冲信号光藕隔离，经光藕隔离后的SPWM脉冲信号直接作用在IPM模块的控制端，控制6个功率开关器件的导通与关断，IPM输出3相脉冲信号，该信号经过三角/星形结构隔离变压器，电容滤波后输出3相交流信号提供给三相负载。电压电流检测电路对输出进行反馈采集，动态的调节SPWM脉冲，使输出频率和电压满足设定值。为了防止IPM模块故障，可设置IPM故障信号输出隔离光藕，故障信号经该光藕送入单片机。

为了实现测量系统与被测线路的全面隔离，本发明还作了进一步设置，单片机输出信号与SPWM波形发生器之间设置了光电隔离器，电源输出到输电线路之间设置了电源隔离变压器，电压电流检测电路采用隔离电压变送器和隔离电流变送器。

变频测量的核心在于通过滤波器将系统干扰信号抑制掉，而使干扰信号和测试信号有效的分离，便于后续信号的处理。因此滤波器性能的好坏会直接影响测试的精度，本发明提供的数字滤波与信号采集电路包括中心频率与电源隔离变压器相应的带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器，隔离电压变送器和隔离电流变送器接入数字动态带通滤波器(后称DDBF)，DDBF带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器顺次连接，A/D转换器接入单片机。因为需要最多能同时采集六路模拟电压和电流信号，而单片机系统只有一路数据采集通道，因此采用多路分时同步采样的方法。参见图3的本发明实施滤波与信号采集电路工作原理图，因为需要对输出的电流和电压信号进行采集，采用了3组有源交流电流变送器和3组有源交流电压变送器实现电压电流检测。具体实施时可采用3个TAS1907-01型小型有源交流电流互感器和3个TVS19小型有源交流电压互感器，电压电流值送入6路有源动态带通模拟滤波器(中心频率可以数字动态调节)，多路选通开关实现分时循环采样，多路采样保持器的作用在于使多路信号能实现同步采样，单通路A/D转换器将模拟电压电流信号转换为数字受激电路参数，然后送入单片机。或者直接将电压电流值送入6路有源动态带通模拟滤波器后，由12位高速六通道同时采样A/D转换为数字受激电路参数，然后送入单片机，采样效率更高。同时单片机对各部分输出控制信号，控制采样过程，尤其是控制带通滤波器的中心频率与电源隔离变压器相应，保证测量精度。

Claims (9)

1.输电线路工频参数测量方法，将测量用信号源施加到输电线路，然后采集输电线路的基本电路参数，其特征在于：在100～2000HZ中频范围内扫频测量输电线路，根据测量信号的信噪比设定测量用信号源的频率，根据输电线路长度设定测量用信号源的电压，采集输电线路的基本电路参数后计算得到输电线路工频等效参数。

2.如权利要求1所述的输电线路工频参数测量方法，其特征在于：采用变频单相或三相交流电源实现测量用信号源，根据输电线路的长度选定测量用信号源的输出电压，输出电压值范围为20～500V。

3.如权利要求2所述的输电线路工频参数测量方法，其特征在于：将测量用信号源施加到输电线路时，采用高于电力系统工频以上2～40倍频率的数控单相或三相隔离变压器隔离测量用信号源和输电线路。

4.如权利要求1或2或3所述的输电线路工频参数测量方法，其特征在于：通过软件控制实现测量用信号源的频率和电压的自动设定，步骤如下，

(1)启动电源产生最小幅度测量信号，产生的信号加载到输出端，信号频率于100～2000HZ中频范围内连续变换，并同时检测输出电流大小；

(2)根据输出电流大小计算信噪比，确定出信噪比高的测量用信号源的频率；

(3)由小到大调节电源电压，调节同时检测输出电流大小，直到输出电流信号大小满足输电线路长度测量要求时确定为测量用信号源的电压。

5.如权利要求1或2或3所述的输电线路工频参数测量方法，其特征在于：所述基本电路参数包括给定频率下电压、电流和相位，通过计算和分析得出给定频率下的线路参数电容、电感、电阻值，然后经过计算和分析得出对应要求的工频时的工频等效参数，包括直流电阻、正序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线路间的耦合电容和互感阻抗。

6.如权利要求1或2或3所述的输电线路工频参数测量方法所用的输电线路工频参数测量装置，其特征在于：包括以单片机为控制核心的分析和控制系统，及受单片机控制的智能数控变频变压电源、电压电流检测电路、数字滤波与信号采集电路，智能数控变频变压电源向输电线路提供测量用信号源，输出电压电流检测电路由输电线路检测电路信号后送入数字滤波与信号采集电路，数字滤波与信号采集电路将电路信号转换为基本电路参数送入单片机。

7.如权力要求6所述的输电线路工频参数测量装置，其特征在于：所述智能数控变频变压电源采用基于SPWM技术的数字变频电源方案实现，包括SPWM波形发生器和功率输出器件，SPWM波形发生器在单片机控制下产生的SPWM脉冲信号控制功率输出器件。

8.如权力要求6所述的输电线路工频参数测量装置，其特征在于：单片机输出信号与SPWM波形发生器之间设置了光电隔离器，电源输出到输电线路之间设置了电源隔离变压器，电压电流检测电路采用隔离电压变送器和隔离电流变送器。

9.如权力要求8所述的输电线路工频参数测量装置，其特征在于：所述数字滤波与信号采集电路包括中心频率与电源隔离变压器相应的带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器，隔离电压变送器和隔离电流变送器接入带通滤波器，带通滤波器、多路采样保持器、多路选通开关和单通路A/D转换器顺次连接，单通路A/D转换器的输出接入单片机。

Images