強干擾下測量分析

1、引言系統(tǒng)內(nèi)平行線路很多，在不能同時停電情況下，因被測線路的感應(yīng)電壓較高，給線路工頻參數(shù)的準確測量帶來了嚴重的干擾，為此，作者對強干擾下輸電線路工頻參數(shù)的測量方法進行了分析研究。1輸電線路工頻參數(shù)測量的干擾源輸電線路工頻參數(shù)測量中的干擾主要由靜電分量、高頻分量和工頻分量組成。其中靜電分量是雷云、空間帶電粒子等在線路上的感應(yīng)電勢，實測時因感應(yīng)電荷可經(jīng)電阻泄放，故對測量的影響不大；高頻分量主要來自線路上的載波信號，當載波機工作時即有一個高頻電源作用于線路上，其容量比外界高頻干擾源大得多，因?qū)崪y時線路上載波通道不可能處于工作狀態(tài)，故該分量也可忽略；工頻分量主要來自電感應(yīng)電勢和磁感應(yīng)電勢兩部分。線路平行

2、走向或同桿架設(shè)時，運行線路的電流產(chǎn)生的磁場將在試驗線路上感應(yīng)出電壓，它正比于運行線路的電流和兩線路之間的互感，其作用相當于在線路導線上沿縱向串接了一個磁感應(yīng)電勢Em1。同時，運行線路的電場通過兩線路之間的電容耦合，還會在試驗線路上產(chǎn)生電感應(yīng)電勢。這可看作在線路導線對地電容支路中串接了一個等效的電感應(yīng)電勢Ec，如圖1。因?qū)Ь€的等效對地電容具有很高的容抗，一旦線路一端接地或經(jīng)試驗電源內(nèi)阻接地，導線上的電感應(yīng)電勢將急劇下降，所以影響測量結(jié)果的主要因素是縱向感應(yīng)電勢Em。圖1工頻干擾感應(yīng)電勢等效圖2消除干擾的測量方法2.1多功能試驗變壓器組研制的移相和隔離用多功能試驗變壓器組由三臺單相多繞組變壓器組成

3、，每只變壓器具有兩組相互獨立的高低壓線圈。如圖2，兩個高壓或低壓線圈可串聯(lián)或并聯(lián)使用，這樣三個單相變壓器可組成Y/Y、Y/、/、/Y等多種接線組別。圖2多功能試驗變壓器示意圖該變壓器組具有如下功能：1) 三臺變壓器的副方和原方通過適當?shù)慕泳€可在0°360°之間每隔30°進行相位轉(zhuǎn)換以使加在線路上的電源電壓與干擾電壓同相位或反相位，即該變壓器組可作移相變壓器組使用；2) 測量零序阻抗時兼作隔離變壓器，且可用最大輸出1600V的電壓進行試驗，以加大試驗電源電流；3) 測量正序電容和零序電容時，該多功能試驗變壓器組最大可輸出線電壓，以提高試驗電源的電壓。2.2移相倒相法

4、測量零序阻抗當被測線路存在較大感應(yīng)干擾電壓時，其零序阻抗測量等效電路圖如圖32。其中，A、B、C三相線路存在的干擾電壓分別為、，分解為正序、負序和零序干擾電壓后，由于正負序三相互相抵消，1、2點之間的干擾電壓實際僅由、這三相零序電壓引起，且；E為試驗電源電壓，取自現(xiàn)場的400V電源，并經(jīng)調(diào)壓器和多功能試驗變壓器T輸出。試驗儀表精度0.2級。先用高內(nèi)阻電壓表測量1點對地電壓即線路的感應(yīng)零序電壓u0，如圖4a)，后在試驗電壓u1下，讀取電流I01和功率損耗P01值，再倒換隔離變壓器輸出電壓極性，在同電流條件(I02I01=I0)下，讀取試驗電壓u2和損耗P02。圖3干擾較大時零序阻抗測量等效電路圖

5、圖4線路零序阻抗試驗接線正極性試驗電壓與感應(yīng)電壓的合成電壓產(chǎn)生的試驗電流滯后于的相位角即是零序阻抗Z0的阻抗角使相位滯后于角度，試驗儀表所測得的阻抗Z01的幅角01，是試驗電流滯后于試驗電壓的角度，由圖5可知010。當反極性試驗電壓施加于線路時，和的合成電壓產(chǎn)生。由于在正、反極性電壓下保證了試驗電流，而合成電壓，顯然又比試驗電壓超前角，使儀表測得的阻抗Z02的幅角比實際阻抗Z0的幅角減小角。即020。綜上兩項，0（0102）/2，即只要把正反極性試驗電壓下的測試阻抗幅角取平均值，即可完全消除感應(yīng)電壓對幅角的誤差影響。圖5零序阻抗測試等值電路和向量圖由圖5得出：2.3正序阻抗移相測量法試驗回路的

6、等效電路圖見圖6。圖中，圖6線路存在干擾時測量正序阻抗的等效電路圖，。因干擾電壓的零序分量不構(gòu)成回路，實測的是干擾電壓的正、負序分量、，其有效值可經(jīng)負序電壓過濾器獲得3。為此用改變?nèi)嘣囼炿娫碋的相序進行正序阻抗試驗，步驟如下：設(shè)測得的三相正、負序干擾電壓分別為U11、U1（1120°)、U1（1120°)和U22、U2（2120°)、U2（2120°)，則：1) 第一次施加三相正序電源A、B、C，三相線路上通過的電流為I1、I2、I3，正序阻抗為Z1，得：6EU1cos1Z21（I21I22I23）3（E2U21U22)。2) 第二次仍是用正序電源，進

7、行三個步驟：先是電源相序為A、B、C(已在1次測出結(jié)果)；然后是B、C、A；最后是C、B、A。三相線路上的電流依次為Ia1（I1）、Ib1（I2）、Ic1（I3）；Ia2、Ib2、Ic2；Ia3、Ib3、Ic3。三次測得的線路總損耗分別為P1、P2、P3。同理可推出：6U1U2cos（21）Z21（I2a1I2a2I2a3）3（E2U21U22)。3) 第三次施加負序三相電源。施加的電源相序為A、C、B。測得三相線路電流依次為I1、I2、I3，可得：6EU2cos2Z21（I2a1I2a2I2a3）3（E2U21U22)。由以上三式可知：I1Ia1I1，導出：4) 步驟2)中測得的數(shù)據(jù)可導出正

8、序電阻：R1（P1P2P3）I2a1I2b1I2c1I2a2I2b2I2c2I2a3I2b3I2c39（U21U22）Z21。由于三相線路上存在較大的干擾電壓，將給正序阻抗的常規(guī)測試帶來很大的誤差，用改變?nèi)嘣囼炿娫聪嘈虻姆椒?，僅需4組數(shù)據(jù)，便可有效消除干擾電壓帶來的誤差，得到理想準確的正序阻抗值。5) 測量正序電容和零序電容在10kV下測量正序電容和零序電容，其干擾電壓很小，對測量結(jié)果影響不大。實測時將試驗電壓提高到34.6kV，配以0.2級的互感器和表計，完全能達到測試精度的要求。3試驗實例1996年11月16日至18日按移相倒相法實測了500kV洛肥5301線路的零序阻抗和正序阻抗。該線

9、路有多處與其平行的不同電壓等級的線路，感應(yīng)電壓甚高。正式測試之前，在線路末端(洛河發(fā)電廠側(cè))開路的情況下，分別在首端用高內(nèi)阻高壓電壓表測試了線路的A、B、C三相干擾電壓分別為1521V、1120V、1643V。3.1零序阻抗的測量施加試驗電壓前，用高內(nèi)阻電壓表測得線路零序感應(yīng)電壓u031V(末端短路接地)，示波器觀察u0波形為較好的正弦波。測試數(shù)據(jù)見表1。表1洛肥5301線零序阻抗測試數(shù)據(jù)表電源相序試驗電壓/V試驗電流/A損耗P/W模值Z0/幅角/(°)新法計算值模值Z0/幅角/(°)AC307.89.1774101.4773.95102.079.85CA314.29.12

10、11103.5885.76101.179.80AB342.59.6797107.0375.79101.679.92試驗時分別用AB相電源倒相一次，再移相用BC和AC相電源各倒相一次。不倒相每次測得的Z0的幅值和幅角差別較大，移相三次后，其結(jié)果基本上是一樣的，即該方法基本上消除了感應(yīng)電壓引起的誤差。3.2正序阻抗的測量施加試驗電壓以前，用負序過濾器配以高內(nèi)阻電壓表測得線路正、負序感應(yīng)電壓的幅值分別為27、15V(末端短路接地)。測試數(shù)據(jù)見表2。 表2洛肥5301線正序阻抗測試數(shù)據(jù)表三相電源相序u12/Vu23/Vu13/VE/VI1/AI2/AI3/AP/W傳統(tǒng)方法計算值/Z1R1ABC303.6303.9304.0175.45.905.795.8730229.972.938BCA302.6304.0303.8175.25.865.786.0025929.792.497CAB302.7306.5302.1175.45.805.755.8626230.242.596ACB303.6303.8304.0175.45.905.805.7529930.152.946由表2可見：有干擾時，在每種不同情況下，按傳統(tǒng)方法求得正序阻抗雖然差異不大，但正序電阻差別