CN102788902B - 一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置 - Google Patents
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Abstract
一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，包括依次连接单相电源、多抽头变压器和线路参数测试仪，其中测试仪分别外接上位机和同步电源，其输出端接被测线路。本测量装置简单实用，能够消除高感应电压干扰和三相不对称对线路参数测量的影响，提高线路参数测量的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压输电线路参数的测量装置，尤其是涉及一种强感应电压干扰下高压输电线路三相不对称工频参数的实测装置。
背景技术
输电线路是电力系统的重要组成部分，其工频参数如正序参数、负序参数和零序参数是进行电力系统潮流计算、暂态稳定计算、继电保护整定计算和电力系统运行方式制定等工作之前建立电力系统数学模型的必备参数，其准确性直接关系到电网的安全稳定运行。由于受到地理、环境等因素的影响，这些参数难以通过理论方法准确计算，必须定期进行现场实测。
随着电网建设的快速发展，输电线路走廊用地日益紧张，为节省输电走廊面积，同杆并架双回线、多回线路日益增多，由此产生的复杂交变电磁场环境将导致线路之间产生高感应电压、高感应电流及三相线路参数不对称，进一步引起不同序别的电压和电流之间产生相互耦合等问题，这给线路参数实测带来巨大困难。因此，如何消除高感应电压的干扰及如何解决三相线路不对称参数测量问题成为准确测量高压输电线路工频参数的主要问题。
目前高压输电线路工频参数有多种测量装置，这些测试装置因较难解决高感应电压干扰，且都是假定三相输电线路完全对称，使得高压输电线路工频参数的精确测量难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种可以消除高压输电线路工频参数测量中高感应电压及三相参数不对称的影响，提高测量精度的高压输电线路工频参数实测装置。
解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，其特征是：包括依次连接单相电源、多抽头变压器和线路参数测试仪，所述的线路参数测试仪还分别外接上位机和同步电源，输出端接被测线路；所述的线路参数测试仪包括：
两个电源输入端子、两个电容器外接端子，其中电源输入端子外接单相交流电源，电压范围取100V~2000V，容量不小于20kVA；电容器外接端子外接电容器，防止测量过程中产生的过电压；
第一回三相线路端子01、02、03和第二回三相线路端子04、05、06，分别外接两回被测三相线路；
第一和第二可控三相交流接触器KM0和KM13，其中第一可控三相交流接触器KM0作为电源输入端与装置内部电路开闭的控制开关，第二可控三相交流接触器KM13作为外接电容器与装置内部电路开闭的控制开关；
第一至第十二可控单相交流接触器KM1~KM12，其中第一至第三可控单相交流接触器KM1~KM3为一组，其一端合并后接在测量电源的一侧，另一端分别与第一回三相线路的三相相连；第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12为一组，其中一端合并后接在测量电源的另一侧，另一端分别与第二回线路的三相相连；第四至第六可控单相交流接触器KM4~KM6为一组，其中一端合并后与第一至第三可控单相交流接触器KM1~KM3所连接的电源端相连，另一端与第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12在第二回三相线路的连接点相连；第七至第九可控单相交流接触器KM7~KM9为一组，其中一端合并后与第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12所连接的电源端相连，另一端与第一至第三可控单相交流接触器KM1~KM3在第一回三相线路的连接点相连；
一组单相电压互感器VS0和一组单相电流互感器IS0，用于电源输入端的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流；
第一和第二两组三相电压互感器V0和V1，以及第一和第二两组三相电流互感器I0和I1，分别测量第一回三相线路和第二回三相线路的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流；
所述的可控单相交流接触器和可控三相交流接触器由所述的上位机控制开闭。
所述的多抽头变压器为单相调压器，所述的单相电源可选取380V单相交流电源，容量不小于20kVA，所述的上位机对参数实测过程进行控制，对线路参数测试仪的录波信号进行数学处理、计算分析并显示结果，所述的同步电源选取变电站高、低压母线TV二次电压或者插座220V电压。
原理：
以同步电源为基准电源，作为相量测量的相位基准，并可以保证每次测量时感应电压的相角近似不变。
大量的实测数据与理论分析表明，在电力系统中，高压输电线路上主要感应电压为工频感应电压。而在短时间内，相对于同步电源，感应干扰电压相位基本不变，幅值也近似不变，可以认为是一个恒定的附加电压源，因而可消除感应电压干扰对线路参数测量的影响，提高测量的精度。
采用不同的接线方式，可以得到一系列的约束方程，从而计算得到单回三相不对称输电线路阻抗矩阵及对地电容、同塔多回输电线路中任意两回之间的阻抗矩阵和耦合电容矩阵；然后对阻抗矩阵和电容矩阵进行数学变换，可以同时获得线路的正序、零序、负序阻抗及电容参数，以及各序之间的耦合阻抗和电容，用于电力系统分析计算。
本发明还可以通过调节多抽头变压器连接抽头改变单相测试电源的大小得到一系列的约束方程，同样也可以实现发明目的。
有益效果：本测量装置不需要专门的电源，体积小、重量轻、携带方便、操作简单，能够消除高感应电压和三相不对称对线路参数测量的影响，提高线路参数测量的精度。
附图说明
图1一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置电气连接关系示意图；
图2实测装置中线路参数测试仪的组成及连接关系。
图中：1-单相电源，2-多抽头变压器，3-线路参数测试仪，4-被测线路，5-同步电源，6-上位机。
具体实施方式
如图1所示，本发明的抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，包括依次连接的单相电源1、多抽头变压器2和线路参数测试仪3，线路参数测试仪3还分别外接上位机6和同步电源5，线路参数测试仪3的输出端接被测线路。
参见图2，线路参数测试仪的组成及连接关系为：
包括：
两个测量电源输入端子、两个电容器外接端子，其中电源输入端子外接单相交流测量电源，电压范围取100V~2000V，容量不小于20kVA；电容器外接端子外接电容器，防止测量过程中产生的过电压；
第一回三相线路端子01、02、03和第二回三相线路端子04、05、06，外接端分别外接两回被测三相线路；
第一和第二可控三相交流接触器KM0和KM13，其中第一可控三相交流接触器KM0作为电源输入端与装置内部电路开闭的控制开关，第二可控三相交流接触器KM13作为外接电容器与装置内部电路开闭的控制开关；
第一至第十二可控单相交流接触器KM1~KM12，第一至第三可控单相交流接触器KM1~KM3为一组，其中一端合并后接在输入电源的一侧，另一端分别与第一回三相线路的三相相连；第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12为一组，其中一端合并后接在输入电源的另一侧，另一端分别与第二回线路的三相相连；第四至第六可控单相交流接触器KM4~KM6为一组，其中一端合并后与第一至第三可控单相交流接触器KM1~KM3所连接的电源端相连，另一端与第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12在第二回三相线路的连接点相连；第七至第九可控单相交流接触器KM7~KM9为一组，其中一端合并后与第十至第十二可控单相交流接触器KM10~KM12所连接的电源端相连，另一端与第一至第三可控单相交流接触器（KM1~KM3）在第一回三相线路的连接点相连；
一组单相电压互感器VS0和一组单相电流互感器IS0，用于电源输入端的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流；
第一和第二两组三相电压互感器V0和V1，以及第一和第二两组三相电流互感器I0和I1，分别测量第一回三相线路和第二回三相线路的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流。
可控单相交流接触器和可控三相交流接触器由所述的上位机控制开闭。
单相电源1可选取380V单相交流电源，容量不小于20kVA。
多抽头变压器2为单相调压器，其输入端与单相电源相连接，输出端与线路参数测试仪的输入端相连，输出电压范围为100V~2000V。
同步电源5可选取变电站高、低压母线TV二次电压或者插座220V电压。
上位机6对参数实测过程进行控制，对线路参数测试仪的录波信号进行数学处理、计算分析并显示结果。
Claims (3)
1.一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，其特征是：包括依次连接的单相电源、多抽头变压器和线路参数测试仪，所述的线路参数测试仪还分别外接上位机和同步电源，其输出端接被测输电线路；
所述的线路参数测试仪包括：
两个电源输入端子、两个电容器外接端子，其中电源输入端子外接单相交流测量电压；电容器外接端子外接电容器；
第一回三相线路端子（01、02、03）和第二回三相线路端子（04、05、06），分别外接两回被测三相线路；
第一和第二可控三相交流接触器（KM0和KM13），其中第一可控三相交流接触器（KM0）作为线路参数测试仪电源输入端与装置内部电路开闭的控制开关，第二可控三相交流接触器（KM13）作为外接电容器与装置内部电路开闭的控制开关；
第一至第十二可控单相交流接触器（KM1~KM12），其中第一至第三可控单相交流接触器（KM1~KM3）为一组，其一端合并后接在输入电源的一侧，另一端分别与第一回三相线路的三相相连；第十至第十二可控单相交流接触器（KM10~KM12）为一组，其中一端合并后接在输入电源的另一侧，另一端分别与第二回线路的三相相连；第四至第六可控单相交流接触器（KM4~KM6）为一组，其中一端合并后与第一至第三可控单相交流接触器（KM1~KM3）所连接的电源端相连，另一端与第十至第十二可控单相交流接触器（KM10~KM12）在第二回三相线路的连接点相连；第七至第九可控单相交流接触器（KM7~KM9）为一组，其中一端合并后与第十至第十二可控单相交流接触器（KM10~KM12）所连接的电源端相连，另一端与第一至第三可控单相交流接触器（KM1~KM3）在第一回三相线路的连接点相连；
一组单相电压互感器（VS0）和一组单相电流互感器（IS0），用于测量输入电源端的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流；
第一和第二两组三相电压互感器（V0和V1）与第一和第二两组三相电流互感器（I0和I1），分别测量第一回三相线路和第二回三相线路的电压和电流，并通过数据采集卡采集测量电压和电流。
2.根据权利要求1所述的一种抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，其特征是：所述的可控单相交流接触器和可控三相交流接触器由所述的上位机控制开闭。
3.根据权利要求1或2所述的抗高感应电压干扰的高压输电线路工频参数实测装置，其特征是：所述的多抽头变压器为单相调压器，所述的单相电源可选取380V单相交流电压，容量不小于20kVA，所述的上位机可对参数实测过程进行控制，对线路参数测试仪的录波信号进行数学处理、计算分析并显示结果，所述的同步电源选取变电站高、低压母线TV二次电压或者插座220V电压。
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