[发明专利]一种用于抑制工频感应电压的组合测量电路及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统参数测量技术领域，具体涉及一种用于输电线路参数测量时，抑制工频感应电压的组合测量电路及测量方法。

背景技术

在进行输电线路参数离线测量过程中，往往需要测量输电线路的短路阻抗和开路阻抗。

但是，现代电力系统的架空线路，多采用同杆并架或者同走廊敷设，已建成的输电线路基本带电运行。带电运行线路与新架设线路之间由于存在耦合电感M以及耦合电容C，参看图1，使新架设线路上存在工频感应电压。这种工频感应电压的幅值有可能达到数万伏。

为了克服工频感应电压给测量结果带来的测量误差，现代输电线路测量仪器采用异频测量方法，即通过临近工频f_S频率的异频频率f_S-Δf和f_S+Δf信号测量输电线路在异频频率f_S-Δf和f_S+Δf处的开路阻抗和短路阻抗，然后通过插值的方式求出工频参数。这种测量方法可以带来高精度的测量数据。

但是，异频测量方法存在的另一个问题是如何面对被测量线路的工频感应电压问题。一方面，因工频感应电压高达数万伏，需要相应的测量设备如异频电源、电压和电流信号采集单元可耐受数万伏的高电压，这将导致设备增加对地绝缘强度，从而导致测量设备的成本急剧增加。另一方面，试验人员在进行相关测量过程中，可能由于防护不当，被感应电压击倒。

为解决输电线路离线测量中可能出现的工频感应电压问题，需要另寻途径，降低被测量架空输电线路上的工频感应电压，确保测量人员和设备的安全。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种用于抑制工频感应电压的组合测量电路及测量方法，以克服工频感应电压和电流带来的测量误差。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明还公开一种用于抑制工频感应电压的组合测量电路，包括：

第一谐振电路，包括有电感Lp1、电容Cp1和电阻Rp1并联组成的第一并联环节电路，还包括有电感Ls串联在第一并联环节电路与待测输电线路之间，第一并联环节电路另一端接地；该电路的作用是在f_S-Δf频率点形成数量级等于Rp1阻抗，在工频f_S频率点形成不到20Ω以下的低阻抗，用于测量线路f_S-Δf频率点的开路阻抗和短路阻抗，其中Δf是异频频率与工频f_S之间的差值；

第二谐振电路，包括有电感Lp2、电容Cp2和电阻Rp2并联组成的第二并联环节电路，还包括有电容Cs串联在第二并联环节电路与待测输电线路之间，第二并联环节电路另一端接地；该电路的作用是在f_S+Δf频率点形成数量级等于Rp2的高阻抗，在工频f_S频率点形成20Ω以下的低阻抗，用于测量线路f_S+Δf频率点的开路阻抗和短路阻抗。其中Δf是异频频率与工频f_S之间的差值；

异频信号源，用以分别为第一谐振电路、第二谐振电路与待测输电线路的测量端提供异频测量信号；

信号采样单元，用以分别在第一谐振电路、第二谐振电路与待测输电线路的测量端，同时检测电压和电流；

所述第一谐振电路和第二谐振电路不同时与待测输电线路的测量端电性连接，第一谐振电路的串联谐振点调谐在工频f_S频率处呈低阻抗，第一谐振电路的并联谐振点调谐在f_S-Δf频率处并且阻抗值接近Rp1；第二谐振电路的串联谐振点调谐在工频f_S频率处并呈低阻抗，第二谐振电路的并联谐振点调谐在f_S+Δf处并且阻抗值接近于Rp2。本发明还公开一种用于抑制工频感应电压的组合测量方法，应用于上述一种用于抑制工频感应电压的组合测量电路，包括步骤：

步骤1，将第一谐振电路的高压端接入待测输电线路的测量端，并将异频信号源的异频测量信号的频率调节为f_S-Δf，其中f_S为工频频率，Δf为异频频率与工频频率之间的差值；

步骤2，通过信号采集单元采集待测输电线路的电压信号和电流信号，并对电压信号和电流信号进行快速傅立叶分析，滤掉其中的工频信号，提取f_S-Δf的异频信号进行阻抗计算；