一種同塔雙回交流輸電線路參數測量和計算方法技術

本發明專利技術公開了一種同塔雙回交流輸電線路參數測量和計算方法，包括：將同塔雙回輸電線路分成三組接線方式；測量各接線方式下的開路阻抗和短路阻抗；利用各接線方式下的開路阻抗和短路阻抗測量結果，計算相應接線方式下的特征阻抗和傳播系數，進一步算出相應方式下的分布阻抗和分布導納；最后通過各接線方式下的分布阻抗和分布導納，聯立方程組，計算同塔雙回線路各相導線的電阻、電感、對地電容，單回線路的相間耦合電容和相間耦合電感，以及雙回線路各相導線之間的耦合電容和耦合電感。其規避了誤差因素，能準確獲取同塔雙回電線路之間在頻率ω下的各種參數，為電力系統的各種計算提供準確可靠的數據來源，使計算結果更加準確。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力系統參數測量的
，特別是涉及一種同塔雙回交流輸電線 路參數的測量和計算方法。
技術介紹
精確的輸電線路參數對電力系統潮流穩定分析、保護整定、故障定位等至關重要。 自電力系統誕生之日起，對輸電線路參數進行準確測量的努力就一直沒有停止過。 由于輸電線路走廊限制，超（特）高壓交流輸電線路常設計成同塔雙回并架，或者 兩回線路共用走廊。圖1是典型的經過三相換位的雙回并行交流輸電線路。一般認為，三 相導線經過換位后的線路參數具有對稱性。 輸電線路具有分布參數的特性：三相對稱且長度為D的單回線路的分布參數電路 見圖2,設單相線路的分布阻抗為z=r+jco1 (其中，r為單相導線的電阻，j表示復數的虛 部，《為角頻率，1為單相導線的自電感），對地分布導納為y=g+jwCj其中，g為單相導 線的對地電導，j表示復數的虛部，《為角頻率，C。為單相導線的對地電容），此外各相導線 之間還存在相間分布親合電容Cpp、相間分布親合電感Mpp。 但雙回并架線路中的各單回線路除了圖2示的本回線路的參數外，I回和II回線 路的各相導線之間還存在具有分布性質的耦合電容Ca(圖3)和耦合電感Ma(圖4)。圖 15較全面地描述了同塔雙回交流輸電線路各參數的相互關系：其中各相導線自身除了電 阻r、自電感1、對地電容C。外，單回線路的各相導線之間存在耦合電感MPP和耦合電容CPP， 其中一回線路單相導線對另一回線路單相導線之間還存在不同回路的相間耦合電感1和 耦合電容Ca(為簡單清晰起見，圖15只畫出了其中一個雙回線路間的相間耦合電感^口 耦合電容Ca，其余雙回線路間的相間耦合電感和耦合電容相等）。 如何將單位長度下單相導線的參數r、1、C。;單回線路相間耦合參數Cpp和MPP;以 及兩回線路各相間耦合電容Ca和耦合電感M。等參數測量并計算出來，至今還沒有完善的 方法。 過去通常的測量方法主要分為兩步： 第一步：首先按照圖5的方式測量單回三相線路的正序短路阻抗Zsi;按照圖6的 方式測量單回線路三相線路的正序開路阻抗Z131。然后，按照圖7的方式測量單回線路的三 相零序短路阻抗Zs。;按照圖8的方式測量單回線路的三相零序開路阻抗Z。。。在測量完單回 線路的正序開路阻抗^和正序短路阻抗ZS1、單回線路的零序開路阻抗Z。。和零序短路阻抗 Zs。之后，按照下面表1的計算流程和公式，計算出單回線路的單相導線參數r、1、C。和相間 耦合參數Cpp和Mpp。 表1單回線路指定頻率下單位長度電氣參數的計算流程及公式 (表中的Re( ?)表示取實部，Im( ?)表示取虛部） 第二步：在測量和計算雙回線路之間的耦合參數CdP^時，將雙回線路視作兩 相對稱系統。首先按照圖9的方式測量雙回線路的兩相正序短路阻抗Zshl "，按照圖10的 方式測量雙回線路的兩相正序開路阻抗Z131,: "。然后按照圖11的方式測量雙回線路的兩 相零序短路阻抗Zsai "，按照圖12的方式測量雙回線路間的兩相零序開路阻抗Z1^1 "。在 測量獲取雙回線路的兩相正序短路阻抗Zsi,::和兩相正序開路阻抗Zl3hl "、兩相零序短路阻 抗Zstxi "和兩相零序開路阻抗Zwm "之后，按照表2的方式計算雙回線路間的耦合參數Ca 和]V。 表2同塔雙回線路指定頻率下單位長度耦合參數的計算流程及公式 (注：表中的Re( ?)表示取實部，Im( ?)表示取虛部） 這當中的問題在于：在測量單回線路的零序開路阻抗和短路阻抗時，因為三相線 路的零序電流和零序電壓必然要通過雙回線路間的耦合電容Ca和耦合電感Ma對另一回線 路施加影響（請參見圖13)，因此該狀態下的單回線路的零序開路阻抗和短路阻抗并非是 單回線路獨自存在時的零序開路阻抗和零序短路阻抗。由于測量結果不能反映同塔雙回線 路的實際耦合狀況，因此會對單回線路的參數計算帶來誤差。比如，在進行I回線路的零序 短路阻抗的測量時，其短路電流不僅僅是受到本回線路阻抗的影響，還由于雙回線路之間 的耦合電感Ma，使II線路的分布阻抗成為I回線路的負載；而在I回線路的開路阻抗測量 時，由于施加在I回線路上的電壓會通過雙回線路之間的耦合電容CdPII回線路的對地 電容C。對地泄流，將導致I回線路的實際測量到的開路阻抗并不是單回三相線路模型中所 描述的阻抗。 可見，現有的測量與計算方法得到的輸電線路參數誤差大，有待改進。
技術實現思路
本專利技術的內容就是針對上述問題，提出了一種精確測量同塔雙回、同走廊雙回交 流輸電線路各參數的測量和計算方法。 為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下： -種同塔雙回交流輸電線路參數測量和計算方法，包括 步驟A、將其中一回線路的末端三相短路，并在首端施加三相正序電壓，分別讀取 首端的三相電壓U^ =吆r>b釔]"和注入線路的三相電流I# =Iiiihij，按照下式計算 單回線路的三相正序短路阻抗ZS1: 步驟B、將所述的其中一回線路的末端開路，并在首端施加三相正序電壓，分別讀 取首端的三相電壓1^=[廠，：私f>J和注入線路的三相電流iabP =k表按照下式計 算單回線路的三相正序開路阻抗Z131: 步驟C、將雙回線路的末端全部短接，將第I回線路的首端三相短接、第II回線路 的首端三相短接，并在首端的雙回線路之間施加兩相正序電壓，分別讀取第I回線路首端 的電源輸出電壓和輸出電流^、第11回線路首端的電源輸出電壓!^和輸出電流///，按 照下式計算雙回線路之間的兩相正序短路阻抗Zs,。1: 步驟D、將雙回線路的末端全部開路，將第I回線路的首端三相短接、第II回線路 的首端三相短接，并在首端的雙回線路之間施加兩相正序電壓，分別讀取第I回線路首端 的電源輸出電壓朽和輸出電流4、第II回線路首端的電源輸出電壓色和輸出電流4，按 照下式計算雙回線路之間的兩相正序開路阻抗Z。,。」 步驟E、將雙回線路的末端全部短接并接地，將雙回線路的首端全部短接，并在雙 回線路的首端與大地之間施加單相（零序）電壓，讀取首端的電源輸出電壓&和輸出電流M安照下式計算雙回線路的零序短路阻抗Zs,。。： 步驟F、將雙回線路的末端全部開路，將雙回線路的首端全部短接，并在雙回線路 的首端與大地之施加單相（零序）電壓，讀取首端的電源輸出電壓泛和輸出電流按照下 式計算雙回線路的零序開路阻抗Z。,。。：步驟G、獲取線路的實際長度D，并依據所述的單回線路的三相正序短路阻抗ZS1、 單回線路的三相正序開路阻抗Z131、雙回線路之間的兩相正序短路阻抗Zs,M、雙回線路之間 的兩相正序開路阻抗Zmi、雙回線路的零序短路阻抗Zs,。。、雙回線路的零序開路阻抗Z。,。。， 計算同塔雙回三相線路間的各相自參數和各相間耦合參數。 所述的計算同塔雙回三相線路的各種自參數和相間耦合參數的步驟包括： 計算單回線路的三相正序單位長度阻抗Z1=z^i、雙回線路的零序單位長度阻 抗z。。=Z。,。。y。。、雙回線路的兩相正序單位長度阻抗Ztn=Z(J1Y。1; 計算單回線路的三相正序單位長度導納Y1=y/Zd、雙回線路的零序單位長度 導納y。。=ytm/z。,。。、雙回線路的兩相正序單位長度導納ytn=ytn/X.tn; 計算單相導線的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同塔雙回交流輸電線路參數測量和計算方法，其特征在于，包括步驟A、將其中一回線路的末端三相短路，并在首端施加三相正序電壓，分別讀取首端的三相電壓Uabc=U·aU·bU·cT]]>和注入線路的三相電流Iabc=I·aI·bI·cT,]]>按照下式計算單回線路的三相正序短路阻抗ZS1：其中：ej120°和ej240°是旋轉因子，ej120°表示逆時針旋轉120°，ej240°表示逆時針旋轉240°；步驟B、將所述的其中一回線路的末端開路，并在首端施加三相正序電壓，分別讀取首端的三相電壓Uabc=U·aU·bU·cT]]>和注入線路的三相電流Iabc=I·aI·bI·cT,]]>按照下式計算單回線路的三相正序開路阻抗ZO1：其中：ej120°和ej240°是旋轉因子，ej120°表示逆時針旋轉120°，ej240°表示逆時針旋轉240°；步驟C、將雙回線路的末端全部短接，將第I回線路的首端三相短接、第II回線路的首端三相短接，并在首端的雙回線路之間施加兩相正序電壓，分別讀取第I回線路首端的電源輸出電壓和輸出電流第II回線路首端的電源輸出電壓和輸出電流按照下式計算雙回線路之間的兩相正序短路阻抗ZS01：ZS,01=U·I-U·III·I-I·II/3;]]>步驟D、將雙回線路的末端全部開路，將第I回線路的首端三相短接、第II回線路的首端三相短接，并在首端的雙回線路之間施加兩相正序電壓，分別讀取第I回線路首端的電源輸出電壓和輸出電流第II回線路首端的電源輸出電壓和輸出電流按照下式計算雙回線路之間的兩相正序開路阻抗ZO，01：ZO,01=U·I-U·III·I-I·II/3;]]>步驟E、將雙回線路的末端全部短接并接地，將雙回線路的首端全部短接，并在雙回線路的首端與大地之間施加單相(零序)電壓，讀取首端的電源輸出電壓和輸出電流按照下式計算雙回線路的零序短路阻抗ZS，00：ZS,00=U·I·/6;]]>步驟F、將雙回線路的末端全部開路，將雙回線路的首端全部短接，并在雙回線路的首端與大地之施加單相(零序)電壓，讀取首端的電源輸出電壓和輸出電流按照下式計算雙回線路的零序開路阻抗ZO，00：ZO,00=U·I·/6;]]>步驟G、獲取線路的實際長度D，并依據所述的單回線路的三相正序短路阻抗ZS1、單回線路的三相正序開路阻抗ZO1、雙回線路之間的兩相正序短路阻抗ZS，01、雙回線路之間的兩相正序開路阻抗ZO，01、雙回線路的零序短路阻抗ZS，00、雙回線路的零序開路阻抗ZO，00，計算同塔雙回三相線路的各相自參數和各相之間的各種耦合參數：(a)計算單回線路的三相正序特征阻抗雙回線路的零序特征阻抗雙回線路的兩相正序特征阻抗(b)計算單回線路的三相正序傳播系數雙回線路的零序傳播系數雙回線路的兩相正序傳播系數(c)計算單回線路的三相正序單位長度阻抗z1＝zc，1γ1、雙回線路的零序單位長度阻抗z00＝zc，00γ00、雙回線路的兩相正序單位長度阻抗z01＝zc，01γ01；(d)計算單回線路的三相正序單位長度導納y1＝γ1/zc，1、雙回線路的零序單位長度導納y00＝γ00/zc，00、雙回線路的兩相正序單位長度導納y01＝γ01/zc，01；(e)計算單相導線的電阻r＝Re(z1)，其中的Re(·)表示取實部；(f)計算大地回路單位長度電阻(g)根據算式ω1-1012312-3IMPPMLL=Imz1z00z01,]]>計算各單相導線的自電感l，單回線路的相間互感MPP及雙回線路間的相間互感MLL，其中的Im(·)表示取虛部；(h)根據算式ω133100106C0CPPCLL=Imy1y00y01,]]>計算各單相導線的對地電容C0，單回線路的相間耦合電容CPP及雙回線路間的相間耦合電容CLL，其中的Im(·)表示取虛部。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖遙，范毅，肖達理，程瀾，陳禾，楚金偉，夏谷林，周海濱，
申請(專利權)人：中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心，武漢大洋義天科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44