[发明专利]基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路电容参数精确测量方法，内容为基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法。

背景技术

输电线路参数是电力系统中潮流计算、功率损耗计算、短路计算、故障分析和继电保护整定计算的重要基础数据。没有准确的线路参数，便无法保证上述计算的精确性，进而可能导致继电保护装置和其他自动装置的不动作或误动作。因此，准确地获取输电线路的参数对电力系统的正常运行有着十分重要的意义。

随着近年电力系统的飞速发展，由于输电走廊拥挤和线路杆塔建造费用高昂，耦合输电线路的数量不断增加，使得线路间的电磁干扰愈加严重，给精确测量输电线路参数带来了很大的困难。

目前，关于输电线路的计算和测量已取得了许多成果。获取输电线路参数的主要方法包括理论计算方法和实地测量方法。而由于大地的土壤电阻率会随着线路下方的地理环境条件变化而改变，且计算法忽略了气候和附近线路的电磁干扰对线路参数的影响，尤其是对零序参数的影响。因此，需要对输电线路参数应该进行实地测量。

然而在实际测量中，200km以下输电线路多为不换位线路，导致不换位线路之间的干扰增强，因为附近其他不换位线路的三相线路在测量线路上的感应电压相量和不为零。尤其是强干扰环境下，附近的耦合线路会在测量线路上感应出较大的工频电压，即工频干扰，会给线路工频参数测量来带很大的误差。

由于干扰电压会随着附近线路潮流变化而改变，且由干扰电压引起的干扰电流无法测量，因此，实际中将干扰电压和干扰电流纳入计算公式是很难实现的。在绝大多数的电容参数实际测量中，均采用了并未考虑干扰的测量方法，导致测量误差较大，无法满足实际工程测量需求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的由于附近不换位线路带来较强工频干扰而导致测量误差较大的弊端；提供了一种基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，该方法能消除工频干扰带来的影响，精确测量出线路所有的电容参数，包括零序电容、正序电容、负序电容以及不同序之间的互电容等参数。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

基于谐波分量的不换位输电线路电容抗干扰测量方法，其特征在于，定义输电线路由停电的被测线路a和带电运行的线路b组成，且每回线路均由三相线路构成。测量步骤包括：

步骤1，通过升压变压器(空载下能饱和的变压器)，在测量线路a首端施加三相工频电压，线路a末端三相开路(末端电流为0)。利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的三相电压末端的三相电压和首端的三相电流

步骤2，交换首端三相电源中A相和B相与被测线路的接线位置，利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的三相电压末端的三相电压和首端的三相电流

步骤3，交换首端三相电源中A相和C相与被测线路的接线位置，利用基于GPS技术的同步测量装置同步采集线路a首端的三相电压末端的三相电压和首端的三相电流

步骤4，对步骤1、步骤2和步骤3三种独立测量方式下得到的三组首末两端的三相电压和三相电流数据，采用加汉宁窗的FFT(快速傅里叶变换)插值算法处理，得到三组首末两端的三相电压和三相电流的三次谐波分量，包括：

第一次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量末端三相电压的三次谐波分量和首端三相电流的三次谐波分量

第二次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量末端三相电压的三次谐波分量和首端三相电流的三次谐波分量

第三次测量下，线路a首端三相电压的三次谐波分量末端三相电压的三次谐波分量和首端三相电流的三次谐波分量

步骤5，由以上三组线路首末两端的三次谐波电压和三次谐波电流，以及线路模型，可得：

其中，Y₃为线路在三次谐波频率下的导纳矩阵：

Y_a3为被测量线路A相三次谐波频率下的导纳，Y_b3为被测量线路B相三次谐波频率下的导纳，Y_c3为被测量线路C相三次谐波频率下的导纳，Y_ab3、Y_ac3、Y_bc3为被测量线路不同两相之间三次谐波频率下的互导纳。

解方程求得导纳矩阵Y₃。