CN109375047A - 一种高压输电线路双端异步极性测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压输电线路双端异步极性测试系统，用于两个变电站之间相连的线缆上，包括两个子测试系统及数据处理器；每一子测试系统的第一及第二开关的一端连接线缆，另一端接地；其上的升流仪与第一、第二开关形成连通回路，提供线缆的负荷电流方向同方向的一次侧大电流；其上的第一及第二电流互感器套接于回路的不同线路上，将一次侧大电流转换为待测量的两个二次侧电流；其上的向量测试仪接入第一及第二电流互感器的线路上，测量出两个待测量二次侧电流之间的向量角度差；数据处理器将两个向量测试仪的向量角度差相减，通过所得的差的绝对值来确定线缆的极性方向。实施本发明，成本低，不受电网实际负荷及其大小的约束，适用各种情况。

Description

一种高压输电线路双端异步极性测试系统及方法

技术领域

本发明涉及高压输电线路极性测试技术领域，尤其涉及一种高压输电线路双端异步极性测试系统及方法。

背景技术

继电保护装置并网前必须进行带负荷测试，测试电压、电流的幅值及相位关系。继电保护装置并网前的带负荷测试，就等效于根据线路潮流方向和测试数据，检验线路保护的电流互感器(Current transformer，以下简称CT)二次回路极性正确性。此外，继电保护装置所接的电流互感器、电流二次回路等变动时，均需要用负荷电流和工作电压校验其电流回路接线的极性，并待确认正确后方可正式投入。

众所周知，继电保护装置并网前的带负荷测试结果与线路负荷电流大小密切相关。但是，在线路空载或轻载情况下，因负荷电流过小，导致无法利用带负荷测试数据判断电流回路的极性。尤其是，没有电容器负荷的终端用户变电站或终端电厂的带负荷测试极其困难，导致新的继电保护装置投产时间延后，不仅造成一定的经济损失，而且还会造成重要用户因供电需求不能及时满足而产生的严重社会影响。

为了解决上述问题，现有的解决方案有以下几种：(1)调整运行方式。若待送电线路所在厂站具有两回及以上线路，则可调整电网运行方式，使得待送电的多回线与运行线路构成环形，并使待送电线路的负荷电流达到电流回路极性测试要求；(2)外接临时负荷。若新建电厂投产，则可在发电厂启备变压器低压侧母线接入移动电容器等临时负荷，使待投产线路负荷电流达到电流回路极性测试要求；若新建用户变电站投产，则可在主变压器的低压侧母线临时接入移动电容器组，使待投产线路负荷电流达到电流回路极性测试要求；(3)励磁涌流方法。变压器空载合闸将产生励磁涌流，利用变压器为感性负载的特性，通过线路电压电流的相位关系判断电流回路极性。

但是，上述几种解决方案均存在不足之处，其不足之处在于：在第一种解决方案中，该解决方案虽然易实现且成本低，但是适用范围小，尤其是不适用于单回终端线路上；在第二种解决方案中，该解决方案虽然易实现，但适用范围小，且低压侧母线必须具备接入移动电容器组的条件，从而导致成本较高；在第三种解决方案中，该解决方案虽然成本低，但是难实现，缺乏严谨理论基础，仅适用于某些特殊情况。

因此，亟需一种既经济又适用于各种情况的高压输电线路电流回路极性测试方法，不仅成本低、不需利用实际负荷，还不受负荷大小限制，适用于单回终端线路、无法外接临时负荷等各种情况。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高压输电线路双端异步极性测试系统及方法，不仅成本低，而且不受电网实际负荷及其大小的约束，适用于单回终端线路、无法外接临时负荷等各种情况。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高压输电线路双端异步极性测试系统，所述测试系统用于两个变电站之间相连的线缆上，其包括分别靠近所述两个变电站设置并与所述线缆相连的两个子测试系统，以及与所述两个子测试系统均相连的数据处理器；其中，

每一子测试系统均包括升流仪、向量测试仪、第一开关、第二开关、端子箱、保护装置、第一电流互感器以及第二电流互感器；其中，

所述第一开关及所述第二开关的一端均与所述线缆相连，另一端均接地；

所述升流仪与所述第一开关、所述第二开关形成连通回路，其两端分别与所述第一开关及所述第二开关的接地端相连，用于根据所述线缆上的负荷电流方向，提供与所述线缆上的负荷电流方向相同方向的一次侧大电流；

所述第一电流互感器套接于所述升流仪与所述第一开关或所述第二开关相连的线路上，其极性端及非极性端均接入所述端子箱并与所述端子箱形成连通的回路，用于将所述升流仪的一次侧大电流转换为同相位并作为所述向量测试仪待测量的一个二次侧电流；其中，所述第一电流互感器的极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的正极输出方向设置，非极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的负极输入方向设置；

所述第二电流互感器套接于所述线缆位于所述第一开关和所述第二开关之间的区间线路上，其极性端及非极性端均接入所述端子箱并通过所述端子箱与所述保护装置相连后形成连通的回路，用于将所述升流仪的一次侧大电流转换为同相位并作为所述向量测试仪待测量的另一个二次侧电流；其中，所述第二电流互感器的极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的正极输出方向设置，非极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的负极输入方向设置；

所述向量测试仪的第一端接入所述第一电流互感器的极性端与所述端子箱相连的线路上，第二端接入所述第二电流互感器的极性端与所述端子箱相连的线路上，用于所述升流仪开启，且所述第一开关及所述第二开关均闭合时，测量出所述第一电流互感器将所述升流仪的一次侧大电流转换为二次侧电流与所述第二电流互感器将所述升流仪的一次侧大电流转换为二次侧电流之间的向量角度差，且进一步将所测量出的向量角度差转发给所述数据处理器；

所述数据处理器的两端分别与每一子测试系统中的向量测试仪的第三端相连，用于将所述两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定所述线缆的极性方向。

其中，当所述数据处理器所得的差的绝对值位于所述预设的角度范围内时，所述数据处理器确定所述线缆的极性方向与所述第二电流互感器的极性方向相一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的极性端朝向其非极性端的方向；

当所述数据处理器所得的差的绝对值超出所述预设的角度范围内时，所述数据处理器确定所述线缆的极性方向与所述第二电流互感器的极性方向不一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的非极性端朝向其极性端的方向。

其中，所述预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1。

其中，所述数据处理器的两端分别通过无线通信方式与每一子测试系统中的向量测试仪的第三端相连。

本发明实施例还提供了一种高压输电线路双端异步极性测试方法，其在前述的高压输电线路双端异步极性测试系统上实现，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、当检测到所述测试系统中两个子测试系统的第一开关及第二开关均处于闭合状态，且升流仪均开启时，获取所述两个子测试系统中向量测试仪各自测量出的向量角度差；

步骤S2、将所述两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定所述线缆的极性方向。

其中，所述步骤S2中所得的差的绝对值位于所述预设的角度范围内时，确定所述线缆的极性方向与所述两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向相一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的极性端朝向其非极性端的方向.

其中，所述步骤S2中所得的差的绝对值超出所述预设的角度范围内时，确定所述线缆的极性方向与所述两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向不一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的非极性端朝向其极性端的方向。

其中，所述预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明克服了现有技术中不适用于单回终端线路、无法外接临时负荷等问题，采用常规的升流仪、向量测试仪、端子箱、电流互感器等设备，不仅成本低，还不需利用实际负荷，不受负荷大小限制，能带来显著的经济效益和社会效益，有效的推进基建工程投产进度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的两个变电站之间与其之间相连的高压输电线路的等值接线图；

图2为本发明实施例提供的电流互感器的等效电路图；

图3为本发明实施例提供的典型的电流互感器的伏安特性曲线图；

图4为本发明实施例提供的高压输电线路双端异步极性测试系统的一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的高压输电线路双端异步极性测试系统的另一结构示意图；

图6为图4中的高压输电线路双端异步极性测试系统在变电站P侧的应用场景图；

图7为图4中的高压输电线路双端异步极性测试系统在变电站Q侧的应用场景图；

图8为本发明实施例提供的高压输电线路双端异步极性测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

发明人发现，在校验两个变电站之间的高压输电线路电流回路极性时，可将两个变电站与其之间相连的高压输电线路变换成相应的等值接线图，如图1所示。在图1中，为变电站P的母线电压一次值，为变电站Q的母线电压一次值，为线路PQ的负荷电流一次值。

根据规程，应用负荷电流和工作电压校验线路电流回路极性，其判据如下式(1)-(2)所示：

式中，为变电站P的母线电压二次值，为变电站Q的母线电压二次值，为变电站P侧线路PQ负荷电流的二次值，为变电站Q侧线路PQ负荷电流的二次值，ε为误差常数。

ε主要来源于CT的变比误差、测量误差、和的角度差等。根据5P级电流互感器的特性，极端情况下，ε＝0.1。因此，ε的变化范围为0≤ε≤0.1

根据电流互感器和电压互感器传变特性，将二次值转换为一次值，如下式(3)-(6)所示：

式中，K_pI为变电站P侧线路CT变比、K_pV为变电站P侧母线PT变比；K_qI为变电站Q侧线路CT变比，K_qV为变电站Q侧母线PT变比，θ_p为变电站P侧线路CT一次电流超前二次电流的角度，θ_q变电站Q侧线路CT一次电流超前二次电流的角度。将式(3)-(6)与式(1)结合，得到线路两侧电压电流的向量角度差，如下式(7)所示：

在高压输电系统中，电抗远大于电阻，和的相位差取决于线路PQ传输的有功功率。若采用无功负荷做实际负荷，则和的相位相等。若利用环流做实际负荷，因新设备未投产，为避免负荷损失，调度部门必将环网有功潮流控制在较小范围内，此时和的相位基本相等。

因此，在各种情况下带负荷测试，均存在和的相位基本相等的结论。此外，误差常数ε也考虑了和相位差的影响，式(1)-(2)可转换为对应的式(8)-(9)所示：

(1-ε)π≤θ_p-θ_q≤(1+ε)π (8)；

-(1+ε)π≤θ_p-θ_q≤-(1-ε)π (9)；

带负荷测试时，在满足测试精度条件下，负荷电流控制在较小范围。

在变电站P侧，证明对于任意一次电流一次电流超前二次电流的角度θ_x是恒定的，具体论证过程如下：

如图2所示，为电流互感器的等效电路图。在图2中，Z₁为CT一次侧漏抗，Z₂为CT二次侧漏抗，Z_L为二次负载阻抗，Z_m为励磁阻抗。特别地，若是CT按照减极性接线，则与实际一次电流同相位；若CT按照非减极性接线，则与实际一次电流反相位。根据电路理论知识及电流互感器等效电路，可推导θ_x的计算公式，如下式(10)所示：

式中，Z_L和Z₂的参数固定不变，主要分析Z_m的随一次电流的变化情况。

如图3所示，为典型的电流互感器的伏安特性曲线。根据电流互感器准确级5P30的定义，一次电流在30In的范围内，电流互感器的综合误差在5％以内，即电流互感器可保持线性传变特性。因此，在一次电流范围内，励磁电流一定位于图3所示的线性区，该线性区内伏安曲线的斜率为常量，即Z_m为常量。据此，可得到在范围内，θ_x为常量，如下式(11)所示：

同理，根据变电站P侧，论证一次电流超前二次电流的角度θ_x是恒定的，可以推导出变电站Q侧的角度关系，如下式(12)所示：

式中，为变电站Q侧线路电流一次值，变电站Q侧线路电流二次值，θ_y为超前的角度，即论证出一次电流超前二次电流的角度θ_y也是恒定的。

由于和可以是(0,I_n)之间的任意值，可在线路两侧分别独立测试θ_x和θ_y后再进行电流回路极性判别，即将规程要求的同步测试转换为异步测试，其相位比较判据，如下式(13)-(14)所示。

(1-ε)π≤θ_x-θ_y≤(1+ε)π (13)；

-(1+ε)π≤θ_x-θ_y≤-(1-ε)π (14)；

并将上式(11)-(12)分别代入式(13)-(14)，得到下式(15)-(16)：

因此，可以利用升流仪在一次设备上加负荷电流来完全等同于由电网提供实际负荷电流，并通过利用升流仪所加电流分别测量线路两侧电流的向量角度差后，再按照上式(15)-(16)极性进行判别来完全等同于规程规定的利用电网实际负荷电流按上式(1)-(2)进行极性判别。

应当说明的是，按照电流互感器减极性原则，在电流回路极性正确且测量无误差的理想情况下，为0；为π。但是，实际测试存在变比误差和测量误差，的测试值可能在0附近或者2π附近，的测试值在π附近。当的测试值在2π附近时，极性正确的相位比较判据为公式(15)，当的测试值在0附近时，极性正确的相位比较判据为公式(16)。

综上，发明人基于上式分析，提出了一种既经济又适用于各种情况的高压输电线路电流回路极性测试系统。如图4和图5所示，为本发明实施例中，发明人提供的一种高压输电线路双端异步极性测试系统，该测试系统用于两个变电站(1#、2#)之间相连的线缆L上，其包括分别靠近两个变电站(1#、2#)设置并与线缆L相连的两个子测试系统2，以及与两个子测试系统2均相连的数据处理器1；其中，

每一子测试系统2均包括升流仪21、向量测试仪22、第一开关23、第二开关24、端子箱25、保护装置26、第一电流互感器27以及第二电流互感器28；其中，

第一开关23及第二开关24的一端均与线缆L相连，另一端均接地；

升流仪21与第一开关23、第二开关24形成连通回路，其两端分别与第一开关23及第二开关24的接地端相连，用于根据线缆L上的负荷电流方向(如图4和图5中箭头a所示)，提供与线缆L上的负荷电流方向相同方向的一次侧大电流；

第一电流互感器27套接于升流仪21与第一开关23或第二开关24相连的线路上，其极性端S1及非极性端S2均接入端子箱25并与端子箱25形成连通的回路，用于将升流仪21的一次侧大电流转换为同相位并作为向量测试仪22待测量的一个二次侧电流；其中，第一电流互感器27的极性端S1朝向升流仪所提供的一次侧大电流的正极输出方向OU设置，非极性端S2朝向升流仪21所提供的一次侧大电流的负极输入方向IN设置；

第二电流互感器28套接于线缆L位于第一开关23和第二开关24之间的区间线路上，其极性端S3及非极性端S4均接入端子箱25并通过端子箱25与保护装置26相连后形成连通的回路，用于将升流仪21的一次侧大电流转换为同相位并作为向量测试仪22待测量的另一个二次侧电流；其中，第二电流互感器28的极性端S3朝向升流仪21所提供的一次侧大电流的正极输出方向OU设置，非极性端S4朝向升流仪21所提供的一次侧大电流的负极输入方向IN设置；

向量测试仪22的第一端a1接入第一电流互感器27的极性端S1与端子箱25相连的线路上，第二端a2接入第二电流互感器28的极性端S3与端子箱25相连的线路上，用于升流仪21开启，且第一开关23及第二开关24均闭合时，测量出第一电流互感器27将升流仪21的一次侧大电流转换为二次侧电流与第二电流互感器28将升流仪的一次侧大电流转换为二次侧电流之间的向量角度差，且进一步将所测量出的向量角度差转发给数据处理器1；

数据处理器1的两端分别与每一子测试系统2中的向量测试仪22的第三端a3相连，用于将两个子测试系统2中的向量测试仪22各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定线缆L的极性方向。

可以理解的是，第一电流互感器27和第二电流互感器28设置的极性方向一致，都与接入同一升流仪21的一次侧大电流方向相一致，而两个子测试系统2中的升流仪21的一次侧大电流是根据两个变电站(1#、2#)之间相连的线缆L的负荷电流方向进行对应设置的，因此可通过两个子测试系统2中的第一电流互感器27和第二电流互感器28的极性方向初步设置与线缆L的负荷电流方向一致，并经过两个向量测试仪22对各自子测试系统2中第一电流互感器27和第二电流互感器28所采集电流的向量角度的测量，送入数据处理器1中处理后进行条件判断来确定初步设置的极性方向是否正确。若满足条件判断的要求，则初步设置的极性方向不用改变，否则，初步设置的极性方向需要进行反转。

在本发明实施例中，当数据处理器1所得的差的绝对值位于预设的角度范围内时，数据处理器1确定线缆L的极性方向与第二电流互感器28的极性方向相一致，得到线缆L的极性方向为第二电流互感器28的极性端S3朝向其非极性端S4的方向；其中，预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1；

当数据处理器1所得的差的绝对值超出预设的角度范围内时，数据处理器1确定线缆L的极性方向与第二电流互感器28的极性方向不一致，得到线缆L的极性方向为第二电流互感器28的非极性端S4朝向其极性端S3的方向。

应当说明的是，任何一个子测试系统2中的第二电流互感器28的极性方向初步设置均与线缆L的负荷电流方向一致，因此只要判断线缆L的极性方向与其中一个第二电流互感器28的极性方向即可。

在本发明实施例中，数据处理器1与两个子测试系统2可以通过有线方式连接，也可以通过无线方式连接。在一个实施例中，数据处理器1的两端分别通过无线通信方式与每一子测试系统2中的向量测试仪22的第三端a2相连。该无线通信方式包括但不限于WIFI、4G、5G等。

在本发明实施例中，每一子测试系统2的升流仪21、向量测试仪22、第一开关23、第二开关24、端子箱25、保护装置26、第一电流互感器27以及第二电流互感器28均为常规的设备，且数据处理器1为具有远端通信的普通计算机，因此不需额外购买设备，使得系统成本低。

如图6和图7所示，对本发明实施例中的高压输电线路双端异步极性测试系统的应用场景做进一步说明：

在图6和图7中，升流仪：提供一次大电流的设备；向量测试仪：计算向量角度差的设备；端子箱：用于电流回路二次电缆接线的设备；保护装置：用于快速切除故障的二次设备；CTcs：第二电流互感器；CTbz：第一电流互感器；B0：第一开关；C0：第二开关：

OU、IN：代表升流仪的正极输出方向和负极输入方向；P1、P2：代表电流互感器一次侧的极性端和非极性端，即代表线缆L极性方向的两端；S1、S2：代表第一电流互感器二次侧的极性端和非极性端；S3、S4：代表第二电流互感器的极性端和非极性端；D1-D6：代表接线端子。

第一步、在变电站P侧，角度差测试原理主要分为三部分：建立一次电流、测量二次电流、计算相位差。各部分的原理详细介绍如下。

(I)建立一次电流

在变电站P侧，合上第一开关B0和第二开关C0，将升流仪的正极输出方向OU接到第一开关B0的接地侧，将升流仪的负极输入方向IN接到第二开关C0的接地侧。

开启升流仪，输出一次大电流的流通路径：升流仪的正极输出方向OU→第一开关B0→第二电流互感器CTcs的极性端S3→第二电流互感器CTcs的非极性端S4→第二开关C0→第一电流互感器CTbz的极性端S1→第一电流互感器CTbz的非极性端S2→升流仪的正极输出方向IN。

(II)测量二次电流

测试第二电流互感器CTcs将一次大电流变换为二次电流第一电流互感器CTbz将一次大电流变换为二次电流

二次电流的流通路径：第二电流互感器CTcs的极性端S3→端子箱D2→保护装置D6→保护装置内部采样元件→保护装置D5→端子箱D1→第二电流互感器CTcs的非极性端S4。

二次电流的流通路径：第一电流互感器CTbz的极性端S1→端子箱D3→端子箱D4→第一电流互感器CTbz的非极性端S2。

(III)测量向量角度差

用向量测试仪的线夹1钳住从第二电流互感器CTcs的极性端S3至端子箱D2的二次电缆，测量到向量用向量测试仪的线夹2钳住从第一电流互感器CTbz的极性端S1至端子箱D3的二次电缆，测量到向量和输入向量测试仪之后，可测量得到两者的向量角度差

第二步、同理在变电站Q侧，角度差的测试原理与变电站P侧基本一样，不再累述。只需注意一次电流的流通方向与P侧有区别，具体如下。

在变电站Q侧，合上第一开关B0和第二开关C0，将升流仪的正极输出方向OU接到第二开关C0的接地侧，将升流仪的负极输入方向IN接到第一开关B0的接地侧。开启升流仪，输出一次大电流的流通路径：升流仪正极输出方向OU→第一电流互感器CTbz的极性端S1→第一电流互感器CTbz的非极性端S2→第二开关C0→第二电流互感器CTcs的极性端S3→第二电流互感器CTcs的非极性端S4→第一开关B0→升流仪正极输出方向IN，从而测量得到相应的向量角度差

第三步、将向量角度差和带入式(15)-(16)进行判别。若式(15)或式(16)满足，则判断线路两侧电流回路极性正确，即线缆的极性方向与第二电流互感器CTcs的极性方向相一致；若式(15)和式(16)均不满足，则判断线路两侧电流回路极性错误，即线缆的极性方向与第二电流互感器CTcs的极性方向相反。

在图6和图7中，升流仪、向量测试仪均为常规配置的试验仪器，端子箱可利用线路开关端子箱；第一电流互感器CTbz和第二电流互感器CTcs均可临时借用10kV零序CT，无需购买。同样，数据处理器是具有远端通信的普通计算机。因此，系统成本低。

如图8所示，为本发明实施例中，提供的一种高压输电线路双端异步极性测试方法，其在前述的高压输电线路双端异步极性测试系统上实现，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、当检测到所述测试系统中两个子测试系统的第一开关及第二开关均处于闭合状态，且升流仪均开启时，获取所述两个子测试系统中向量测试仪各自测量出的向量角度差；

具体过程为，开启整个测试系统中的所有设备并使得整个系统都连通，从而能够通过两个向量测试仪各自测量出的向量角度差。

步骤S2、将所述两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定所述线缆的极性方向。

具体过程为，将两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，当所得的差的绝对值位于预设的角度范围内时，确定线缆的极性方向与两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向相一致，得到线缆的极性方向为所述第二电流互感器的极性端朝向其非极性端的方向；

而当所得的差的绝对值超出预设的角度范围内时，确定线缆的极性方向与两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向不一致，得到线缆的极性方向为第二电流互感器的非极性端朝向其极性端的方向。

其中，所述预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明克服了现有技术中不适用于单回终端线路、无法外接临时负荷等问题，采用常规的升流仪、向量测试仪、端子箱、电流互感器等设备，不仅成本低，还不需利用实际负荷，不受负荷大小限制，能带来显著的经济效益和社会效益，有效的推进基建工程投产进度。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种高压输电线路双端异步极性测试系统，其特征在于，所述测试系统用于两个变电站之间相连的线缆上，其包括分别靠近所述两个变电站设置并与所述线缆相连的两个子测试系统，以及与所述两个子测试系统均相连的数据处理器；其中，

每一子测试系统均包括升流仪、向量测试仪、第一开关、第二开关、端子箱、保护装置、第一电流互感器以及第二电流互感器；其中，

所述第一开关及所述第二开关的一端均与所述线缆相连，另一端均接地；

所述升流仪与所述第一开关、所述第二开关形成连通回路，其两端分别与所述第一开关及所述第二开关的接地端相连，用于根据所述线缆上的负荷电流方向，提供与所述线缆上的负荷电流方向相同方向的一次侧大电流；

所述第一电流互感器套接于所述升流仪与所述第一开关或所述第二开关相连的线路上，其极性端及非极性端均接入所述端子箱并与所述端子箱形成连通的回路，用于将所述升流仪的一次侧大电流转换为同相位并作为所述向量测试仪待测量的一个二次侧电流；其中，所述第一电流互感器的极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的正极输出方向设置，非极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的负极输入方向设置；

所述第二电流互感器套接于所述线缆位于所述第一开关和所述第二开关之间的区间线路上，其极性端及非极性端均接入所述端子箱并通过所述端子箱与所述保护装置相连后形成连通的回路，用于将所述升流仪的一次侧大电流转换为同相位并作为所述向量测试仪待测量的另一个二次侧电流；其中，所述第二电流互感器的极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的正极输出方向设置，非极性端朝向所述升流仪所提供的一次侧大电流的负极输入方向设置；

所述向量测试仪的第一端接入所述第一电流互感器的极性端与所述端子箱相连的线路上，第二端接入所述第二电流互感器的极性端与所述端子箱相连的线路上，用于所述升流仪开启，且所述第一开关及所述第二开关均闭合时，测量出所述第一电流互感器将所述升流仪的一次侧大电流转换为二次侧电流与所述第二电流互感器将所述升流仪的一次侧大电流转换为二次侧电流之间的向量角度差，且进一步将所测量出的向量角度差转发给所述数据处理器；

所述数据处理器的两端分别与每一子测试系统中的向量测试仪的第三端相连，用于将所述两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定所述线缆的极性方向。

2.如权利要求1所述的高压输电线路双端异步极性测试系统，其特征在于，当所述数据处理器所得的差的绝对值位于所述预设的角度范围内时，所述数据处理器确定所述线缆的极性方向与所述第二电流互感器的极性方向相一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的极性端朝向其非极性端的方向；

当所述数据处理器所得的差的绝对值超出所述预设的角度范围内时，所述数据处理器确定所述线缆的极性方向与所述第二电流互感器的极性方向不一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的非极性端朝向其极性端的方向。

3.如权利要求2所述的高压输电线路双端异步极性测试系统，其特征在于，所述预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1。

4.如权利要求1所述的高压输电线路双端异步极性测试系统，其特征在于，所述数据处理器的两端分别通过无线通信方式与每一子测试系统中的向量测试仪的第三端相连。

5.一种高压输电线路双端异步极性测试方法，其特征在于，其在如权利要求1-3中任一项所述的高压输电线路双端异步极性测试系统上实现，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、当检测到所述测试系统中两个子测试系统的第一开关及第二开关均处于闭合状态，且升流仪均开启时，获取所述两个子测试系统中向量测试仪各自测量出的向量角度差；

步骤S2、将所述两个子测试系统中的向量测试仪各自测量出的向量角度差进行相减后，所得的差的绝对值与预设的角度范围进行对比，并根据对比结果，确定所述线缆的极性方向。

6.如权利要求5所述的高压输电线路双端异步极性测试方法，其特征在于，所述步骤S2中所得的差的绝对值位于所述预设的角度范围内时，确定所述线缆的极性方向与所述两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向相一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的极性端朝向其非极性端的方向。

7.如权利要求6所述的高压输电线路双端异步极性测试方法，其特征在于，所述步骤S2中所得的差的绝对值超出所述预设的角度范围内时，确定所述线缆的极性方向与所述两个子测试系统之中任一个的第二电流互感器的极性方向不一致，得到所述线缆的极性方向为所述第二电流互感器的非极性端朝向其极性端的方向。

8.如权利要求6或7所述的高压输电线路双端异步极性测试方法，其特征在于，所述预设的角度范围为[(1-ε)π，(1+ε)π]；其中，0<ε<0.1。