一種同塔多回三相非對稱輸電線路阻抗參數在線測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種同塔多回三相非對稱輸電線路的阻抗參數在線測量方法，屬于電 力系統在線測量應用的創新技術。
【背景技術】
[0002] 在線測量法是在被測線路不停電或不完全停電的情況下，對輸電線路參數進行測 量的一種方法。該方法能夠反映實際工作情況下線路參數隨運行方式、導線溫度等條件的 變化，且不會影響系統的正常運行和潮流的優化分布，是輸電線路參數測量的未來發展方 向。
[0003] 目前輸電線路參數在線測量方法的研究主要有兩個方向：一是針對多回路輸電線 路零序互感參數的測量，提出了增量法、積分法和微分法等方法；然而，這種方法只能測量 輸電線路的零序阻抗參數，無法測量線路的導納參數及正序參數；此外，電力系統在正常運 行時，線路兩端的零序電壓、電流很小，難以滿足測量要求。二是基于傳輸線分布參數理論， 通過均勻傳輸線的特性阻抗和傳播常數求解輸電線路的分布參數；該方法計算單回三相對 稱線路的分布參數比較準確，但對于非對稱以及同塔多回輸電線路，由于需要求解的輸電 線路參數個數多于一次測量所得到的電氣方程個數，因而無法計算非對稱及同塔多回輸電 線路的分布參數。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于：提供一種同塔多回三相非對稱輸電線路的阻抗參數在線測量 方法。
[0005] 解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：
[0006] -種同塔多回三相非對稱輸電線路的阻抗參數在線測量方法，該方法適用于長度 小于30km、電壓等級在500kV及其以下線路的同塔多回輸電線路阻抗參數的在線測量，包 括以下步驟：
[0007] 步驟一，在被測的同塔多回輸電線路的兩端安裝同步測量裝置，通過該同步測量
次不同的測量（主要是保證所建立的方程線性獨立）；
[0008] 步驟二，對步驟一獲得的m組被測線路兩端的電壓和電流信號進行傅里葉變換， 計算m組被測線路兩端的工頻電壓相量和電流相量，包括：第1組至第m組第i條被測線路 的首端、末端的電壓相量及電流相量W),…,以"，把…/,(1),…,爾)，i = 1，…， n ；
[0009] 步驟三，按以下公式（1)計算被測線路各相的自阻抗Zn、Z22、…、Z nn，各相的互阻 JAj Z12、?"、Zln，Z23".、Z2l/"、z( n Dn;
[0014] C>,.F為第i(i = 1，…，n)條線路首末端間的電壓；
[0015] 步驟四，按公式（2)計算被測線路每回的正序阻抗冗:、負序阻抗Z2、零序阻抗Z。、正 序與負序間的序耦合阻抗Z 12、零序與正序間的序耦合阻抗Zm、零序與負序間的序耦合阻抗 Zq2，以及各回線路之間的序耦合阻抗；
[0016] Z120= T 1ZT (2)
[0019] 所述同步測量裝置的采集精度在16位二進制數以上、采樣頻率在50kHz以上。
[0020] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
為輸電線路導線數）組的線路兩端電壓和電流信號之后，由以上計算公式不僅可以計算出 被測線路每一相的自阻抗參數以及各相之間的互阻抗參數，還可以獲得被測線路每回的正 序、零序阻抗參數、各序間的序耦合阻抗參數，以及各回線路之間的序耦合阻抗參數，實現 了同塔多回輸電線路阻抗參數的在線測量，避免了現有離線測量方法需要停電進行測量對 輸電線路造成的影響；
[0022] 第二，經仿真驗證，本發明測得的同塔多回輸電線路的阻抗參數具有較高的精度。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發明一種同塔多回三相非對稱輸電線路的阻抗參數在線測量方法中同 塔多回三相非對稱輸電線路的模型示意圖；
[0024] 圖2是本發明一種同塔多回三相非對稱輸電線路的阻抗參數在線測量方法中同 塔雙回三相非對稱輸電線路的阻抗參數仿真模型示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 為了使本發明的發明目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖 和【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實 施方式僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。
[0026] 本發明的輸電線路阻抗參數在線測量方法，適用于長度小于30km、電壓等級在 500kV及其以下的同塔多回輸電線路，包括以下步驟：
[0027] 步驟一，在被測的同塔多回輸電線路兩端安裝同步測量裝置，并在m個不同時刻 (在m個不同時刻的線路電流差異足夠大，以保證所建立的m個方程線性獨立）通過該同 步測量裝置同步測量被測線路兩端的電壓和電流信號，以獲得m組不同測量時刻的測量數 據，其中，m為正整數且m彡n(n+l)/2, n為輸電線路的導線數；其中，上述同步測量裝置可 選用現有技術中基于GPS同步時鐘實現線路兩端電流、電壓信號同步測量的測量裝置，其 采集精度應在16位二進制數以上、采樣頻率應在50kHz以上。
[0028] 步驟二，對步驟一獲得的m組被測線路兩端的電壓和電流信號進行傅里葉變換， 計算m組被測線路兩端的工頻電壓相量和電流相量，包括：第1組至第m組第i條被測線 路的首端電壓相量…,巧T，末端的電壓相量的、電流相量爐，…，斤4, i =1，…，n〇
[0029] 步驟三，按以下公式（1)計算被測線路每相的自阻抗Zn、Z22、…、Z nn，及各相的互 阻抗 Z12、…、Zln，Z23…、Z2n…、Z( n Dn。
[0034] At)f =匕-1?:為第i (i = 1，…，n)條線路首末端的電壓；
[0035] 久為第i (i = 1，…，n)條線路電流；
[0036] 步驟四，按以下公式（2)計算出被測線路每回的正序阻抗Z1、負序阻抗Z 2、零序阻 抗Z。、正序與負序間的序親合阻抗Z12、零序與正序間的序親合阻抗Ztn、零序與負序間的序 耦合阻抗Z ra，及各回線路之間的序耦合阻抗。
[0037] Z120= T 1ZT (2)
[0038] 式中
[0041] 上述公式（1)和公式（2)的推導過程如下：
[0042] (1)對于長度小于30km，電壓等級500kV及其以下的輸電線路，在正常的情況下， 輸電線路是不會產生電暈現象的，電導參數可以忽略；而線路的電容參數一般較小，例如 220kV輸電線路的零序電容約6nF/km、正序電容約10nF/km，在線路較短的情況下對線路的 影響很小，也可以忽略。因此，輸電線路模型可以用集中阻抗參數模型來近似替代，建立同 塔多回三相非對稱輸電線路模型如圖1所示。
[0043] 圖中，1?1、11、1?2、12、*"、1?11、1^分別為輸電線路每條導線的自阻與自感，]\112、一、 Min、…、M(n-l)