CN107976582A - 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法 - Google Patents

一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107976582A
CN107976582A CN201610942367.4A CN201610942367A CN107976582A CN 107976582 A CN107976582 A CN 107976582A CN 201610942367 A CN201610942367 A CN 201610942367A CN 107976582 A CN107976582 A CN 107976582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conducting wire
wire
resistance
harmonic wave
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610942367.4A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋利民
闫华光
孟珺遐
魏文思
尹忠东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING KELIYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
North China Electric Power University
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
BEIJING KELIYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
North China Electric Power University
State Grid Corp of China SGCC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING KELIYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd, China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, North China Electric Power University, State Grid Corp of China SGCC filed Critical BEIJING KELIYUAN ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610942367.4A priority Critical patent/CN107976582A/zh
Publication of CN107976582A publication Critical patent/CN107976582A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/14—Measuring resistance by measuring current or voltage obtained from a reference source

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明提供了一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法。本发明提供的实验装置及实验方法适用于铜线、铝线及各种型号的绞线，其中实验装置包括可编程控制电源，待测导线，高精度电能质量分析仪、红外测温仪及RLC负载柜。本发明的实验方法可对待测导线表面温度、首末端有功功率及流经导线电流的大小进行准确测量，并据此得出导线谐波电阻，并和谐波次数进行比较进而得出导线谐波电阻与谐波次数的关系。

Description

一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验 方法
技术领域
本发明提供了一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法，属于实验设备技术领域。
背景技术
交流配电网中谐波电流的流动将带来显著的谐波损耗，目前计算谐波损耗的方法还停留在用基波电阻等效谐波电阻的阶段，这种计算方法忽略了因谐波带来的集肤效应损耗，使得计算结果不够精确。为准确描述谐波电阻和谐波次数的关系，需进行实验进行探究。现有的测量导线谐波电阻的方法多为测量导线两端电压及流过导线的电流，用两者的比值来表征导线谐波电阻，但这种测量方法易受导线电抗的影响，所测值一般比导线实际电阻要大，且测量过程中没有考虑导线温度，忽略了导线温度对电阻的影响，产生较大的实验误差。
发明内容
本发明的目的是，提供一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法。其可对铜线、铝线及各种型号的绞线进行实验，探究导线谐波电阻与流过导线谐波次数的关系。实验效率高，结果可靠，实验成本低。
为达到此目的，本发明采用如下实验装置及实验方法，其特征包括：
(1)装置组成包括可编程控制电源，待测导线，高精度电能质量分析仪、红外测温仪及RLC负载柜。可编程控制电源可输出单相电流，输出电压大小可调，可发出指定次数的谐波。
(2)待测导线的半径大于集肤深度，n次谐波下导线的的集肤深度δn用下式进行计算：其中μ是导体磁导率，γ是导体电导率，n是谐波次数。
(3)RLC负载包括电阻，电感以及电容，三者并联，负载大小以流过待测导线的电流大小约等于10A为宜。
(4)可编程控制电源的输出端接待测导线始端，为避免邻近效应影响，待测导线单向架空铺设，绝缘支架提供支撑，待测导线末端接RLC负载柜进线口，电路为单相。
根据本实验平台，提供了一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验方法，其特征在于：对待测导线施加不同次数谐波电流，测量导线始末端有功功率，导线表面温度及流过导线的电流，根据测量结果计算导线谐波电阻并与谐波次数比较得出两者的关系。具体步骤为：
(1)高精度电能质量分析仪两路电压钳分别接导线始端和末端，且均以中性线为参考电压，电流钳测导线电流I，以此获取导线始端功率P1和导线末端功率P2。
(2)利用红外测温仪在实验过程中不断监视导线表面温度，以修正导线因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测导线表面，枪头距离导线表面控制在1cm以内。
(3)导线谐波电阻的计算利用公式然后根据金属导体温度变化公式R＝R'·[1+α·(T1-20)]将导线电阻归算到20℃下，以修正因温度变化而导致的电阻变化，其中，R'为归算后电阻，α为温度系数，其可通过查表得到，T1为归算后导体的温度。
(4)比较不同谐波次数下归算后电阻的大小，得出导线谐波电阻与谐波次数的关系。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在本发明实施例中，本实验是通过对待测导线施加不同次数谐波电流，通过测量导线始末端有功功率，导线表面温度及流过导线的电流，根据测量结果计算导线谐波电阻并与谐波次数比较得出两者的关系。相对于用基波电阻等效谐波电阻的阶段，本实验对谐波电阻的测量计算更加准确可靠；用测量流过导线功率和电流来计算电阻的方法，也降低测量量受导线电抗的影响；同时考虑导线电阻受温度影响，测量导线表面的温度，来修正导线因温度变化带来电阻计算的误差，使得计算结果更加精确，进一步减小实验误差。实验效率高，结果可靠，实验成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例所需要使用的附图做简单地介绍。
图1为实验设备连接示意图；
图2为实施例中谐波次数与电阻大小的关系；
具体实施方式
为使本发明的目的、实验方法更加清楚，以下结合实例对本发明进行详细的说明。
本发明提供的探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验方法包括如下步骤：
步骤1)确定待测导线材料采用纯铁，铁导线通过频率为50Hz电流时集肤深度δ1＝1.285mm，故待测铁导线直径设定为2mm，导线架空铺设，首端接可编程电源输出端，末端接RLC负载。
步骤2)高精度电能质量分析仪两路电压钳分别接导线始端和末端，且均以中性线为参考电压，电流钳测导线电流。
步骤3)红外测温仪在实验过程中不断监视导线表面温度，以修正导线因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测导线表面，枪头距离导线表面控制在1cm以内。
步骤4)设定可编程电源输出频率从50Hz递增到1100Hz，输出电压为220V，接通电路，读出导线电流I，导线始端功率P1和导线末端功率P2，并将数据记录在表1中。
步骤5)导线谐波电阻的计算利用公式然后根据金属导体温度变化公式R＝R'·[1+α·(T1-20)]将导线电阻归算到20℃下，归算后数据见表1。
步骤6)绘制导线归算后的电阻R'与频率的关系曲线，利用数值分析法得出导线谐波电阻与谐波次数的关系如图2所示。
表1实验数据

Claims (7)

1.一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：装置组成包括可编程控制电源，待测导线，高精度电能质量分析仪、红外测温仪及RLC负载柜。
2.根据权利要求1所述的一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：可编程控制电源可发出指定次数的谐波，待测导线的半径大于流过频率为50Hz电流时的集肤深度，可编程控制电源通过待测导线与RLC负载相连，待测导线架空铺设，电路为单相。
3.根据权利要求2所述的条件，其特征在于：n次谐波下导线的的集肤深度δn用下式进行计算：其中μ是导体磁导率，γ是导体电导率，n是谐波次数。
4.一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验方法，其特征在于：对待测导线施加不同次数谐波电流，测量导线始末端有功功率，导线表面温度及流过导线的电流，根据测量结果计算导线谐波电阻并与谐波次数比较得出两者的关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：高精度电能质量分析仪两路电压钳分别接导线始端和末端，且均以中性线为参考电压，电流钳测导线电流I，以此获取导线始端功率P1和导线末端功率P2。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：利用红外测温仪在实验过程中不断监视导线表面温度，以修正导线因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测导线表面，枪头距离导线表面控制在1cm以内。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：导线谐波电阻的计算利用公式然后根据金属导体温度变化公式R＝R'·[1+α·(T1-20)]将导线电阻归算到20℃下，以修正因温度变化而导致的电阻变化，其中，R'为归算后电阻，α为温度系数，其可通过查表得到，T1为归算后导体的温度。
CN201610942367.4A 2016-10-25 2016-10-25 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法 Pending CN107976582A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610942367.4A CN107976582A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610942367.4A CN107976582A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107976582A true CN107976582A (zh) 2018-05-01

Family

ID=62005193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610942367.4A Pending CN107976582A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107976582A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111413543A (zh) * 2020-03-25 2020-07-14 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种低压配电线路谐波电阻参数辨识的实验装置和方法
CN118962255A (zh) * 2024-07-09 2024-11-15 广东电网有限责任公司汕头供电局 一种求解谐波环境下电缆导体交流电阻计算方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111413543A (zh) * 2020-03-25 2020-07-14 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种低压配电线路谐波电阻参数辨识的实验装置和方法
CN118962255A (zh) * 2024-07-09 2024-11-15 广东电网有限责任公司汕头供电局 一种求解谐波环境下电缆导体交流电阻计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106093589B (zh) 一种杆塔接地电阻准确测量方法与装置
CN104764985B (zh) 一种基于参数辨识估计油纸绝缘系统低频介损方法
CN104251936A (zh) 一种电缆导体交流电阻测量方法
CN105548827A (zh) 一种用于评估电缆老化及运行状态的非破坏性方法
CN107290629B (zh) 一种10kv低压配电网接地故障定位方法
CN105699856B (zh) 一种基于智能采集与分析的电缆故障定位系统及方法
CN107192738A (zh) 一种配电变压器绕组材质的检测方法及装置
CN110082601A (zh) 一种用于测量电缆导体的交流电阻的装置及方法
CN111856206B (zh) 一种电缆金属护套电气连接缺陷带电检测方法和装置
CN108344898B (zh) 一种基于热电转换的预绞丝断口处接触电阻实验测量方法
CN208026797U (zh) 一种用于测量导体交流电阻的装置
CN109406877B (zh) 电容式电压互感器谐波传递系数的测量方法及装置
CN108535597A (zh) 基于线路模型的单相接地故障区段定位方法
CN107976582A (zh) 一种探究导线谐波电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法
CN105093162A (zh) 脉冲群干扰条件下电能表计量误差检定方法和装置
CN204903651U (zh) 一种电流型电缆阻抗测试装置
CN106324450B (zh) 一种电缆传输衰减特性测试中的特征阻抗匹配方法
WO2015192273A1 (zh) 一种三相交流电弧炉自适应建模装置及其仿真算法
CN107561380A (zh) 一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法
CN104678218B (zh) 一种电缆升流试验系统最优补偿电容的估算方法
CN106546940A (zh) 一种光学电压互感器的现场试验方法
CN104111438B (zh) 一种电流互感器误差测试试验中一次大电流回路监控方法
CN110133563A (zh) 一种电流传感器抗直流性能检测方法及装置
CN115561660A (zh) 一种晶闸管电源均流实时测量系统及方法
CN107561368A (zh) 一种大型电力设备宽频阻抗特性的测量系统及测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180501

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication