[发明专利]线路对地电容参数测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种线路对地电容参数测量系统，包括注入变压器和运算模块，所述注入变压器的一次侧设有一次侧电压测量单元，所述注入变压器的二次侧设有输入线、安装在所述输入线上的电流源、用于测量注入变压器二次侧电流的二次侧电流测量单元和用于测量注入变压器二次侧电压的二次侧电压测量单元，所述电流源用于输出一定频率范围内的可调幅值电流信号；所述一次侧电压测量单元、二次侧电流测量单元和二次侧电压测量单元均与所述运算模块电连接。本发明还公开了线路对地电容参数测量方法，能够有效提升线路对地电容参数测量的精度，具有测量精度高、抗电磁干扰能力强等特点，并能够兼顾操作人员的安全性和现场应用的实用性。

技术领域

本发明属于电感或电容的测量技术领域，具体的为一种线路对地电容参数测量系统及测量方法。

背景技术

电力系统线路对地电容参数的实时准确测量对于接地故障过电压抑制、无功补偿以及故障定位具有极强的实用价值。传统线路对地电容参数测量方法可以分为直接测量法和间接测量法。直接测量法需要对电气一次回路进行操作，安全性差且复杂耗时。而间接测量法主要包括偏置电容法、调谐法以及信号注入法。其中，偏置电容法面临安全性和实时性较差等问题，调谐法存在诱发零序回路谐振的危险，而作为应用最为广泛的信号注入法，由于其传统测量过程中忽略了注入变压器的激磁阻抗非线性而将其作开路处理，因此存在系统误差，且测量结果的相对误差随着注入信号频率远离注入变压器工作频率而逐渐增大。此外，在配电网供电线路电缆化和供电回路复杂化背景下，系统电容电流增大且瞬时性故障率上升，因此线路对地电容参数的实时准确测量对提升配电网稳定性和自愈能力都有着至关重要的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种线路对地电容参数测量系统及测量方法，能够有效提升线路对地电容参数测量的精度，具有测量精度高、抗电磁干扰能力强等特点，并能够兼顾操作人员的安全性和现场应用的实用性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种线路对地电容参数测量系统，包括注入变压器和运算模块，所述注入变压器的一次侧设有一次侧电压测量单元，所述注入变压器的二次侧设有输入线、安装在所述输入线上的电流源、用于测量注入变压器二次侧电流的二次侧电流测量单元和用于测量注入变压器二次侧电压的二次侧电压测量单元，所述电流源用于输出一定频率范围内的可调幅值电流信号；所述一次侧电压测量单元、二次侧电流测量单元和二次侧电压测量单元均与所述运算模块电连接。

本发明还提出了一种采用如上所述线路对地电容参数测量系统的线路对地电容参数测量方法，包括如下步骤：

1)利用所述电流源输出两种不同频率的可调幅值电流信号，通过所述输入线将可调幅值电流信号传输至所述注入变压器，将位于所述注入变压器一次侧的待测量回路作停运处理；分别测量所述注入变压器的二次侧电流电压信号以及一次侧电压信号，计算所述注入变压器的激磁阻抗各分量随外施电压幅值及频率的变化、并拟合得到各个分量与外施电压幅值及频率的函数关系，最终得到所述注入变压器激磁阻抗的非线性特性；

2)将所述待测量回路投入运行，利用电流源向所述注入变压器二次侧注入两种不同频率电流信号，测量所述注入变压器的注入端口的电压电流信号，根据外施电压的频率和幅值反推得到激磁阻抗；

3)利用单一频率的向量计算法或两种频率组合的幅值计算法计算线路对地电容参数。

进一步，所述步骤1)中，采用曲线拟合获取激磁电阻R_m和激磁电感L_m在每个频率节点ω_i(i＝1,2,3,……,n)下与外施电压幅值u之间的函数关系：

将该函数关系读入所述运算模块。