CN104808021B - 一种用于线路参数测量的试验接线电路及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于线路参数测量的试验接线电路及其测量方法，解决了现有测量方式中测量使用三相异频电源体积较大灵活性不足、试验效率低的技术问题，特别适用于电网输电线路参数测量。本发明使用单相异频电源作为外部电源，同时使用电压互感器PT1、PT2、PT3、大电流互感器CT1、CT2、CT3、小微电流互感器CT4、CT5、CT6和12只交流接触器K1‑K12构成电路结构,12只接触器在外部逻辑控制下，可完成全部试验过程所需的试验接线切换，而无需人工干预。
Description
技术领域
本发明属于电力测量技术领域，特别是涉及一种用于线路参数测量的试验接线电路及其测量方法。
背景技术
输电线路是电力系统的重要组成部分，随着电网的高速发展，新建高压输电线路越来越多，路线参数需要进行测定以作为计算系统短路电流、继电保护整定、推算潮流分布和选择运行方式等的依据。输电线路参数的获得即可通过理论计算，也可通过现场试验测定。但由于理论计算中各种条件假设造成的计算偏差，理论计算不能取代现场试验测定。利用现场试验进行线路参数测定的一般方法是通过外部电源向三相线路注入电流，利用测得的电压和电流计算获得相应线路参数值。为减少外部电磁干扰对线路参数测试结果影响，采用与工频50Hz具有明显差异(例如40Hz和60Hz)的三相异频电源作为外部激励电源进行线路参数测试可有效避开其它线路工频电流产生的电磁感应的影响，该方法从而获得了广泛应用。
在中国专利文献203630241U中公开了一种高压输电线路工频参数测试与测试接线切换一体化装置，通过将接触器、电压互感器及电流互感器与三相电源及上位机相连接，实现保证安全且自动切换接线的目的。但是，由于该方案中使用三相异频电源进行参数测试，而三相异频电源除对外提供异频电流外，还需能够接纳现场测试中遇到的幅值较大的工频感应电流，造成其额定容量较大，从而导致其体积较大，灵活性不足。同时，由于线路参数测试项目的多样性，各表计间的连接复杂，测量不同的参数时需改变测量接线及仪表接线，测试试验繁琐，试验效率低。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有测量方式中测量使用异频电源体积较大灵活性不足、试验效率低的问题，从而提出一种用于线路参数测量的试验接线电路及其测量方法。
为解决上述技术问题，本发明的用于线路参数测量的试验接线电路包括：单相异频电源，所述单相异频电源的第一端通过电流互感器CT1和可控开关K1连接待测线路的A相接线端；所述单相异频电源的第一端还连接可控开关K11的一端，所述可控开关K11的另一端分别通过可控开关K8、K9、K10分别与电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端连接，电流互感器CT4的输出端通过可控开关K12连接待测线路的A相接线端，所述电流互感器CT5、CT6的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端。
所述单相异频电源的第二端分别通过可控开关K5、K6、K7连接电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端。
所述单相异频电源的第二端还分别通过可控开关K2、K3连接电流互感器CT2、CT3的输入端，所述电流互感器CT2、CT3的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端。
所述单相异频电源的第一端和第二端之间设置有电压互感器PT1，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的B相接线端之间设置有电压互感器PT2，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的C相接线端之间设置有电压互感器PT3。
优选地，所述单相异频电源的第一端通过可控开关K4接地。
优选地，所述可控开关K1-K12为交流接触器，所述交流接触器与试验接线控制器连接。
优选地，所述电流互感器CT1、CT2、CT3为大电流互感器，用于测量线路中较大的感性电流；所述电流互感器CT4、CT5、CT6为小电流互感器，用于测量幅值较小的容性电流。
优选地，所述可控开关K1、K5、K6、K7、K11、K12为常闭开关。
优选地，所述可控开关K2、K3、K4、K8、K9、K10为常开开关。
本发明还提供一种试验接线电路的线路参数测量方法，包括测量线路阻抗和感抗电阻，步骤如下：
S11：将可控开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K11、K12闭合，将可控开关K8、K9、K10断开；
S12：将可控开关K5、K6、K7断开，将可控开关K2、K3断开，升压，利用电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压值，用电流互感器CT1测量电流值，降压回零；
S13：将可控开关K2闭合，升压，用电压互感器PT1、PT3测量电压值，利用电流互感器CT1、CT2测量电流值；
S14：将可控开关K3闭合，升压，用电压互感器PT1测量电压值，利用电流互感器CT1、CT2、CT3测量电流值；
S15：恢复初始状态。
本发明还提供一种试验接线电路的线路参数测量方法，包括测量线间容抗和对地容抗，步骤如下：
S21：将可控开关K1、K2、K3、K4，K5、K6、K7断开，将可控开关K8、K9、K10闭合；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压；
S22：将可控开关K6闭合，K9断开；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压，降压回零；
S23：将可控开关K7闭合，K10断开；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压，降压回零；
S24:将可控开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K11、K12闭合，将可控开关K8、K9、K10断开。
本发明试验接线电路的线路参数测量方法，所述可控开关K1-K12通过试验接线控制器自动切换。
优选地，所述试验接线控制器为高速单片机或DSP。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的用于线路参数测量的试验接线电路，测量接线以及仪表接线一次完成，利用外部逻辑自动控制继电器，从而测量不同的参数时不需改变接线结构，测试试验简单，试验效率高。外部电源采用单相异频电源解决了现有测量方式中测量使用三相异频电源体积较大灵活性不足、试验效率低的技术问题。
本发明提供的试验接线电路的线路参数测量方法，利用接线试验控制器实现对接触器的控制从而自动完成试验接线的切换，无需任何人工干预，测量不同的参数时不需改变测量接线及仪表接线，测试试验简单，试验效率高。外部电源采用单相异频电源，体积较小，灵活性高，特别适用于电网输电线路参数测量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明一个实施例的用于线路参数测量的试验接线电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供一种用于线路参数测量的试验接线电路，如图1所示，图中，虚线框内为本发明的试验接线电路，其中A、B、C表示三相架空线路的引入端，CT表示电流互感器、PT表示电压互感器，用K表示接触器，作为可控开关使用。AC表示外部接入的单相异频电源。
本实施例中的用于线路参数测量的试验接线电路包括单相异频电源AC，该单相异频电源具有两个输出端，分别为第一端和第二端，输出交流电源。所述单相异频电源的第一端通过电流互感器CT1和可控开关K1连接待测线路的A相接线端；所述单相异频电源的第一端还连接可控开关K11的一端，所述可控开关K11的另一端分别通过可控开关K8、K9、K10分别与电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端连接，电流互感器CT4的输出端通过可控开关K12连接待测线路的A相接线端，所述电流互感器CT5、CT6的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端。
所述单相异频电源的第二端分别通过可控开关K5、K6、K7连接电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端。
所述单相异频电源的第二端还分别通过可控开关K2、K3连接电流互感器CT2、CT3的输入端，所述电流互感器CT2、CT3的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端。
所述单相异频电源的第一端和第二端之间设置有电压互感器PT1，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的B相接线端之间设置有电压互感器PT2，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的C相接线端之间设置有电压互感器PT3。
所述单相异频电源的第一端通过可控开关K4接地。为了提高人员和设备的安全，架空线路至少一侧处于接地状态。
所述可控开关K1-K12为交流接触器，所述交流接触器与接线实验控制器连接。此处的接线实验控制器可以控制上述K1-K12的自动切换，无需人为控制。
所述电流互感器CT1、CT2、CT3为大电流互感器，用于测量线路中较大的感性电流；所述电流互感器CT4、CT5、CT6为小电流互感器，用于测量幅值较小的容性电流。
本实施例中，所述可控开关K1、K5、K6、K7、K11、K12选择为常闭开关。所述可控开关K2、K3、K4、K8、K9、K10为常开开关。
本发明提供的用于线路参数测量的试验接线电路，共使用3只电压互感器PT，3只大电流互感器CT，3只小微电流互感器CT，12只接触器，测量接线以及仪表接线一次完成，利用外部逻辑自动控制继电器，从而测量不同的参数时不需改变接线结构，测试试验简单，试验效率高。外部电源采用单相异频电源解决了现有测量方式中测量使用三相异频电源体积较大灵活性不足、试验效率低的技术问题。同时也解决了使用单相异频电源需要多次人工接线和多次切换的问题，一次接线即可，通过控制器来控制开关自动切换，进行参数测量。
实施例2：
本实施例提供一种试验接线电路的线路参数测量方法，利用单相异频电源通过分部测量线路参数各分量，然后对各分量合成的办法，理论上也可获得与三相异频电源测量同等的测量精度。本发明利用接触器在试验接线控制器的控制，试验接线控制器可利用高速单片机或DSP输出继电器逻辑动作，自动完成试验接线的切换，从而无需任何人工干预，实现自动分部测量。
一种采用单相异频电源完成三相架空线路参数测试的步骤为：一是线路对侧末端A相、B相和C相短路接地，完成线路电阻和感抗的测量；二是线路对侧末端开路，首端接外施电源，进行线路容抗测量。
在第一步线路电阻和感抗的测量中，至少需要进行3次试验接线切换，从而获得对应条件下的线路电压或电流。首先是B和C相线路对侧末端短路、首端开路条件下，A相线路施加电压，测量A相电流及B与C相线路的感应电压，得到第一组计算条件。然后是保持连接于A相的电源不动，B相线路接地短路，重新测量三相电压与电流，得到第二组计算条件；第三是A、B相接线保持不动，C相线路接地短路，重新测量三相电压与电流，得出第三组计算条件。
在第二步线路容抗的测量中，也需要至少3次试验接线切换。在线路对侧接地刀闸断开的前提下，首先在首端对三相线路施加同一电压，测量三相线路电压与电流，获得第一组计算条件；然后，保持其它条件不变，断开C相线路与电源的连接，将其短路接地。重新测量三相线路电压与电流，获得第二组计算条件；最后A相与C相接线保持不动，断开B相与电源的连接，将其接地短路。重新测量三相线路电压与电流，可获得第三组计算条件。通过上述2大步6小步的接线切换及相应试验即可获得计算三相线路参数所需的原始数据。
但是，上述切换过程繁琐，手动完成上述接线切换所需时间长，效率低。基于此本实施例中提供一种试验接线电路的线路参数测量方法，用于实施例1中的试验接线电路中。如图1所示，自动切换电路中可控开关的初始状态设置为可控开关K1、K11、K12闭合，可控开关K2、K3、K4闭合，可控开关K5、K6、K7闭合，可控开关K8、K9、K10断开。
线路阻抗和感抗电阻测量，步骤如下：
S11：将可控开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K11、K12闭合，将可控开关K8、K9、K10断开。
S12：将可控开关K5、K6、K7断开，将可控开关K2、K3断开，升压，利用电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压值，用电流互感器CT1测量电流值，降压回零；
S13：将可控开关K2闭合，升压，用电压互感器PT1、PT3测量电压值，利用电流互感器CT1、CT2测量电流值；
S14：将可控开关K3闭合，升压，用电压互感器PT1测量电压值，利用电流互感器CT1、CT2、CT3测量电流值；
S15：恢复初始状态。即可控开关K1、K11、K12闭合，可控开关K2、K3、K4闭合，可控开关K5、K6、K7闭合，可控开关K8、K9、K10断开。
线间容抗和对地容抗测量，步骤如下：
S21：将可控开关K1、K2、K3、K4，K5、K6、K7断开，将可控开关K8、K9、K10闭合；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压。
S22：将可控开关K6闭合，K9断开；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压，降压回零
S23：将可控开关K7闭合，K10断开；加压，利用电流互感器CT4、CT5、CT6测量线路电流，电压互感器PT1、PT2、PT3测量电压，降压回零。
S24:将可控开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K11、K12闭合，将可控开关K8、K9、K10断开，恢复初始状态。
通过上述六组计算条件即可获得计算三相线路参数所需的原始数据。上述可控开关K1-K12可选择交流接触器，通过接线实验控制器来自动控制其开断，无需手动接线和切换，从而降低对手工操作的技术要求，提高试验速度和可靠性。
本实施例提供的试验接线电路的线路参数测量方法，利用接线试验控制器实现对接触器的控制从而自动完成试验接线的切换，无需任何人工干预，测量不同的参数时不需改变测量接线及仪表接线，简化了测试试验，有效缩短了试验时间，提高了试验效率。外部电源采用单相异频电源，体积较小，灵活性高，特别适用于电网输电线路参数测量，有效提高采用单相异频电源进行架空线路参数测量的效率和可靠性，具有较强的使用推广价值。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种用于线路参数测量的试验接线电路，其特征在于，包括：单相异频电源，
所述单相异频电源的第一端通过电流互感器CT1和可控开关K1连接待测线路的A相接线端；
所述单相异频电源的第一端还连接可控开关K11的一端，所述可控开关K11的另一端分别通过可控开关K8、K9、K10分别与电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端连接，电流互感器CT4的输出端通过可控开关K12连接待测线路的A相接线端，所述电流互感器CT5、CT6的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端；所述单相异频电源的第一端通过可控开关K4接地；
所述单相异频电源的第二端分别通过可控开关K5、K6、K7连接电流互感器CT4、CT5、CT6的输入端；
所述单相异频电源的第二端还分别通过可控开关K2、K3连接电流互感器CT2、CT3的输入端，所述电流互感器CT2、CT3的输出端分别连接待测线路的B相接线端和C相接线端；
所述单相异频电源的第一端和第二端之间设置有电压互感器PT1，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的B相接线端之间设置有电压互感器PT2，在所述单相异频电源的第二端和待测线路的C相接线端之间设置有电压互感器PT3；
其中，所述可控开关K1-K12为交流接触器，所述交流接触器与试验接线控制器连接；
其中，所述电流互感器CT1、CT2、CT3为大电流互感器，用于测量线路中较大的感性电流；所述电流互感器CT4、CT5、CT6为小电流互感器，用于测量幅值较小的容性电流。
2.根据权利要求1所述的用于线路参数测量的试验接线电路，其特征在于，所述可控开关K1、K5、K6、K7、K11、K12为常闭开关。
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