[发明专利]基于并联电容的三相架空输电线路相电压自校准方法

说明书

一种三相架空输电线路相电压的自校准方法，利用空间电容分压原理，将线路与大地视为一个大电容对其进行分压，以空气作为绝缘介质。充分考虑三相线路之间的各类杂散电容，包括绝缘层所引起的电容，相间导线所存在的电容等，建立集中参数等效电路。在上极板侧并联开关电容，通过改变其容值从而改变上极板对导线的杂散电容值，采样电容上将测得不同的电压值，从而推算出各未知的杂散电容大小及待测电压大小，实现三相线路相电压的自校准。本发明适用于配网分布式装置的要求，优于现有电压测量方案。

技术领域

本发明涉及一种应用于架空线分布式电压传感器中的基于并联电容的三相架空输电线路相电压自校准方法。

背景技术

随着我国电力工业水平的不断发展，建设坚强的智能电网成为未来的发展方向。目前我国配电网线路量大面广线长，所处环境复杂、故障率高，开发低成本分布式监测装置，实现对配网运行状态的实时在线监测与故障定位对实现配电网高效经济运行具有重大意义。

对配网架空线路相电压的分布式准确测量是一个难点。目前广泛使用的电压传感器主要有电磁式电压互感器(简称为PT)、电容式电压互感器(简称为CVT)、光学电压传感器等。光学电压传感器稳定性问题尚未很好解决，需要高精度加工工艺和粘接工艺，尚未在电力互感器中得到大规模应用。传统电磁式电压互感器的容量较小、成本高、绝缘结构复杂、存在铁磁谐振现象、有漏感分布电容等因素的影响，渐渐不适应如今电网的需求。电容式电压互感器主要应用于330kV以上电网，体积大，造价昂贵，不易安装，无法满足低成本分布式装置的要求。因此建立一种适用于配网分布式装置的相电压测量方法，并能实现三相线路相电压非接触式自校准，对提高分布式装置的电压测量精度具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于小型化分布式装置的三相架空输电线路相电压的自校准方法，克服现有PT、CVT、光学电压传感器的不足，具有高测量精度。

本发明利用空间电容分压原理，将输电线路与大地视为电压两级，将具有上下极板的平行板电容器作为采样电容置于其中，充分考虑三相线路之间的各类杂散电容，包括绝缘层所引起的电容，相间导线所存在的电容等，建立集中参数等效电路。在上极板侧并联开关电容，通过改变其容值从而改变上极板对导线的杂

散电容值，采样电容上将测得不同的电压值，从而可推算出各未知的杂散电容大小及待测电压大小。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于并联电容的三相架空输电线路相电压自校准方法，其特点在于，该方法包括下列步骤：

1)将三台分布式电压传感器测量装置同时分别置于三相架空输电线路的A、B、C三相，所述的分布式电压传感器测量装置的输出端与计算机相连，所述的分布式电压传感器测量装置测得到一组电压测量值U_cA、U_cB、U_cC，并输入计算机建立对应的校准方程组(6)：

其中，C₁₁为采样电容上极板对本相导线的电容；C₁₂为采样电容对邻相导线电容；C₁₃为AC相之间采样电容对导线的电容，C_g为采样电容下极板对地的电容，C为采样电容的容值；

2)在每相分布式电压传感器测量装置的采样电容上极板对本相导线的电容C11的两端并联一个电容C_h，则等效于改变C₁₁为C′₁₁＝C₁₁+C_h，测量得一组新的电压测量值U’_cA,U’_cB,U’_cC，输入计算机建立另一组校准方程(7)：

其中，C’11为并联电容Ch后的等效采样电容上极板对本相导线的电容；