[发明专利]输电线路动态损耗测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于高电压输电线路检测技术领域，特别涉及一种输电线路动态损耗测量系统及方法，具体地说涉及一种基于GPS时钟脉冲同步触发的输电线路动态损耗测量系统及两个变电站之间超/特高压输电线路动态损耗测量方法，其适用于衡量输电线路的经济性。

背景技术

输电线路的动态损耗主要包括电阻损耗、电晕损耗、绝缘子的泄漏损失和地线上的损耗等。国内外很少有对输电线路动态损耗测量的报道，大多集中对空载导线电晕损耗的研究方面。

输电导线不是超导体，存在一定的导线电阻，当在输电线路上流过负荷电流时便产生了电阻损耗。导线电阻一般是恒定的，因此线路的电阻损耗随负荷电流的变化而变化，与负荷电流的平方成正比。

当导线表面的电位梯度超过空气的击穿场强时，在输电导线表面就形成电晕放电，由电晕放电而产生的能量损耗称为电晕损耗。空气中总是存在着一定数量的由宇宙射线所产生的正离子-自由电子对，当电子受到电场作用时就会加速运动。如果电场足够强，这些电子获得的能量便足以使与它们碰撞的中性分子电离(碰撞电离)，于是产生新的自由电子。这些电子同样受到电场的作用又会使其它分子电离，如此循环不已，整个过程如雪崩一样，称为电子崩。要是电子崩能够维持，电子必须达到一定数量并且电场也应具有足够大的数值。当输电线路表面电场强度超过空气分子的电离强度(一般为20～30kV/cm)，就可听到“嗞嗞”的放电声，嗅到臭氧的气味，夜间还可以看到导线周围发出的蓝紫色荧光，这就 是电晕放电。电晕损耗的大小受海拔(空气密度)、气象条件的影响，空气密度越小，空气的击穿场强就越低，雨、雪等恶劣天气容易在导线表面集有水滴，水滴会引起电位梯度集中，从而成为放电的电源。

绝缘子的泄漏损失是由绝缘子上存在泄漏电流导致的。绝缘子的泄漏电流又受绝缘子表面污秽情况和气象条件的影响。

电路正常运行时，每相地线与输电导线的空间位置不对称，尽管每相输电导线上的电压和电流基本平衡，但在地线上仍会同时静电感应分量和电磁感应分量，即产生感应电压，若地线与大地之间存在电流通道，就会产生电流，从而造成电能损耗，系统故障时，地线上的感应电压将更大，导线在双地线直接和地线与地线之间形成更大的环流及其电能损耗。

发明内容

本发明的目的是提出一种输电线路动态损耗测量系统及方法，其特征在于，该测量系统是一种基于GPS时钟脉冲同步触发的输电线路动态损耗测量系统，该输电线路动态损耗测量系统的组成为在输电线路首端(变电站1)和末端(变电站2)分别装有电压、电流采集系统和工控机单元，在变电站1端，零磁通电流互感器1.1连接由光电远端模块1.2通过光纤复合绝缘子2.5连接光电本地模块1.3构成的第一OPDL光电链路系统1.8，第一OPDL光电链路系统1.8的光电本地模块1.3再连接装有数据采集卡的工控机1.6，工控机1.6分别连接GPS模块1.7和第二OPDL光电链路系统1.9的光电本地模块1.3，第二OPDL光电链路系统1.9的光电远端模块1.2通过二次分压转接箱1.5连接电容式电压互感器1.4，电容式电压互感器1.4连接在输电线路上；在变电站2端安装有与变电站1端的相同结构的装置；变电站2端与变电站1端的工控机1.6采用Internet网络通信。

所述OPDL光电链路系统的原理结构由光纤复合绝缘子2.5分别连接光电远端模块1.2及光电本地模块1.3构成；该OPDL光电链路系统对由高压侧A/D转换模块2.1输入信号进行A/D变换和电/光变换、变换后的光信号经光纤复合绝缘子2.5和光缆传输至光电本地模块1.3，光纤复合绝缘子实现了高、低压端的绝缘问题，光电本地模块1.3的光/电变换2.7再对光信号进行光/电变换和D/A变换，而后将信号从信号处理电路与D/A模块2.6输出光电远端模块。

所述光电远端模块包括一个由高压侧A/D转换模块2.1、高压侧数字信号2.2、电/光变换模块2.3和光电能转换模块2.4的串联回路。

所述光电本地模块1.3由信号处理电路与D/A模块2.6与光/电变换2.7、电源2.8、驱动电路2.9和激光器2.10串联；光纤复合绝缘子2.5的一路分别连接光电远端模块1.2的电/光变换模块2.3及光电本地模块1.3的光/电变换2.7，另一路分别连接光电远端模块1.2的光电能转换模块2.4及光电本地模块1.3的激光器2.10。