高压输电线路工频参数移频测量装置的研制

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1、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：孙柯日期：2007年10月19日3上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权

2、上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：孙柯指导教师签名：罗利文李锋日期：2007年10月19日日期：2007年10月19日4第一章引言一、课题的提出输电线路是电力系统的重要组成部分。新建高压输电线路在投入运行之前，除了要检查线路的绝缘情况、核对相位外，还需测量各种工频参数值，这些参数是进行电力系统潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算和选择电力系统

3、运行方式等工作之前，建立电力系统数学模型的必备参数。中华人民共和国电力行业标准《DL/T559-94220～500kV电网继电保护装置运行整定规程》中规定：“4.1.1整定计算所需的发电机、调相机、变压器、架空线路、电缆线路、并联电抗器、串联补偿电容器的阻抗参数均应采用换算到额定频率的数值。下列参数必须使用实测值：a.三相三柱式变压器的零序阻抗；b.66kV及以上架空线路和电缆线路的阻抗；c.平行线之间的零序互感阻抗；……”“4.2.2.9零序电流补偿系数K应按线路实测的正序阻抗Z1和零序阻抗Z0计算获得，K=（Z0－Z1）/3Z1

4、。实用值宜小于或接近计算值。”为此，工程上要求对新架设及改造后的输电线路工频参数进行实际测量，线路参数测试已经成为高压输电线路投产前或改造后必须进行的一项工作。本课题研究如何测量输电线路的工频参数。近年来，变电站的改建、扩容及新建变电站的数量越来越多，为了更好的利用出线走廊，同杆架设双回路甚至多回路的架空线路及平行线路也越来越多。在进行线路参数测试时，经常会碰到其中一回停电测量，其他回线路正常带电运行的情况。在这种情况下，进行线路参数测量就不可避免的要面对来自同一杆塔其他回线路和邻近线路的静电感应电压和电磁感应电压的干扰。这些感应电

5、压少则几十伏，在某些情况下，可能会达到上千伏。同时在进行线路参数测量时，这些感应电压在测量回路中产生感应电1流，有时候可达到数安培。在上述情况下，使用常规的方法进行输电线路工频参数测量，波形会发生严重畸变，而且信号不稳定，会引起相当大的测量误差。虽然可以通过提高工作电压和采取电源倒相法、移相法，可以在一定程度上提高信噪比，降低干扰的影响。这样势必增加工频电源的容量和重量，也不可能从根本上解决系统50Hz同频干扰问题。因此，有必要研究一种新的方法来进行输电线路工频参数的测量。本课题提出一种通过改变施加在输电线路上不同于系统频率的测量电

6、压，从而避开系统工频干扰的测量方法。移频法的基本原理是：把移频电源产生的设定频率的测量电压施加到被测线路，通过互感器采集电压、电流，经过数字滤波处理，得到移频电压、移频电流及相位，最后通过CPU计算得到50Hz下的工频参数。二、国内外线路参数测量的现状获取线路工频参数的方法可以分为两类，第一类方法是通过计算得出线路参数；第二类方法是通过实地测量获得线路参数。计算法又可以分为两种：一种是根据架空导线的结构、材料、气温环境等情况，把具体的参量逐项代入计算公式得到，称为精确计算；另外一种是从手册或产品目录中查得单位长度线路的参数，称为近似

7、计算。精确计算方法需要预先知道的参数较多，计算公式复杂，最终需要在计算机上运行程序进行计算。此外，输电线路往往根据实际地理环境和需要进行架设，走向复杂，空间跨度大。而这些情况不能在程序设计之初完全考虑到。在工程上常常采用近似计算，该方法忽略了地理环境、气候条件等因素的影响，其计算结果有时误差较大。与计算法相比，测量法具有无法比拟的优势，其不必过多考虑环境因素，把待测线路看做黑匣子，分析其输入、输出量即可计算得出线路参数。测量法大体上分为以下几种：第一种是仪表法。在被测线路上施加电源，使用电压表、电流表、功率表、频率计等表计，通过人工

8、读取各表刻度，经过相应的运算后求得各参数值。在实际测量中由于工频干扰电压的影响，线路零序参数和互感阻抗测量误差较大。工程上采取电源倒相、换相来消除工频干扰的影响。电源倒相法基于如下假设：在测量时间内，系统有较大波动的概率很小，可以认为