異頻法在線路參數測量中的應用

摘 要：本文介紹了異頻線路參數測量方法，對線路工頻參數測量工作中感應電壓的干擾問題提出了解決辦法，并應用異頻法實際測量了6條220KV線路參數。

關鍵詞：線路參數；異頻法；工頻法；感應電壓

中圖分類號：TM930 文獻標識碼：A

一、概述

輸電線路是電力系統的重要組成部分，高壓輸電線路在投運前，除了核對相位、檢查線路絕緣情況外，為了電力系統的潮流計算、保護整定等工作的順利進行，還需實際測量各項工頻參數；同時，由于長期運行后的輸電線路在氣候、環境、地理條件等因素的影響下出現老化等情況，參數發生改變，也需要定期測量。

二、傳統輸電線路參數的測量方法

1 儀表法

儀表法是最早采用的方法。即在被測線路上施加電源后，使用電壓表、電流表、功率表、頻率計等，通過人工讀取各表刻度，經運算后求得各參數值。儀表法試驗接線復雜、計算工作量大，人為讀數不可能做到同步，在實測中工頻干擾電壓對線路零序線路參數和線路互感阻抗的測量精度影響很大，誤差較大。

2 數字法

同儀表法相比，數字法用單片機集成電路代替人工讀數和計算，全部數據均在同一時間測量，不需人工讀數及計算；試驗現場接線不用接眾多表計，相對簡單，因此數字法與儀表法相比有明顯的優越性。但由于數字法也需要向線路施加高壓工頻電源，因此在干擾較大的情況下，數字法也不能達到較好的效果。

3 在線測量法

在線測量以傳輸線方程為基本原理，利用兩端同步電壓和電流相量直接求解出線路的特性阻抗和傳播常數，然后利用上位機計算出線路參數。

在線測量是未來發展的趨勢，但技術尚未成熟，全方位的實現在線測量還言之過早，目前線路參數測量還是以實地測量為主要方法。

三、異頻測量方法的基本思路

線路工頻參數測量中的干擾主要為臨近線路的工頻感應電壓，分為磁感應電壓和電感應電壓。線路平行架設，運行線路的電流所伴生的磁場將通過互感在被試線路上感應出電壓；運行線路的電場通過兩線路之間的電容耦合，也在被試線路上產生電感應電壓。

電力系統頻率相對固定49.5～50.5Hz，線路工頻參數在40～60Hz范圍內變動很小，可以通過施加變頻電源避開系統工頻電壓干擾，變頻電源發出異頻信號到被測線路，通過信號采集進行模擬和數字濾波，可得到50Hz下的工頻參數。

四、異頻測量方法在現場的應用

現場對六條220kV線路參數進行測量，表1為測試線路概況及試驗條件，主要測量設備為DS-2008型線路工頻參數異頻測試系統。

1 正序阻抗Z1和正序電阻R1

測量方法：末端三相短路，始端施加變頻電源的40Hz/60Hz輸出頻率點，加壓兩次分別采集40Hz和60Hz兩頻點的試驗數據后，即可得出線路的正序阻抗、正序電阻、正序電抗、正序電感及阻抗角等參數值。

2 零序阻抗Z0和零序電阻R0

測量時線路末端三相短路接地，始端三相短路施加單相電壓，采用變頻電源40Hz/60Hz輸出頻率點，加壓兩次分別采集40Hz和60Hz兩頻點的試驗數據后，即可得出線路的零序阻抗、零序電阻、零序電抗、零序電感及阻抗角等參數值。

3 正序電容C1和零序電容C0

測量方法：正序電容C1：線路末端三相開路，首端施加三相對稱電壓，變頻電源60Hz輸出頻率，得出線路工頻下的正序電容和容納參數；零序電容C0：將線路末端開路，始端三相短路，施加單相電壓，使用變頻電源60Hz輸出頻率，得出線路工頻下的零序電容和容納參數。

五、提高線路參數測試準確性的措施

工頻感應電壓對線路參數測試準確的影響，傳統方法是提高試驗電壓，增大試驗電流并倒換相序以削弱干擾影響，這種方法使試驗電源容量和重量隨之增大，現場試驗十分不便。而異頻法通過改變試驗電源頻率，排除了工頻感應電壓干擾。

六、影響線路參數測試準確性的因素

1當測量較短線路的阻抗和較長線路的電容時，測試用的電壓引線和電流引線應分開；并在被試線路側測取試驗電壓。

2測取較長（百千米以上）線路的阻抗或電容參數時，應在線路末端同時讀取電流或電壓取首末兩端的平均值供計算用。

3提高電壓測試回路的內阻抗ZN，可使測得的感應電壓UG更接近真實。當ZN較小時，所測得的感應電壓UG值將幾乎正比于ZN。因此，測UG宜用特高阻抗的電壓表，如靜電電壓表等。

4根據零序保護分段和地質狀況，在線路的相應位置增作1-2次零序阻抗參數的實測。

結語

目前我國電力建設快速發展，輸電線路同桿架設和交叉跨越增多，輸電線路相互間的感應電壓日趨復雜，給線路參數的測量帶來了極大的干擾，也對測試人員和儀器的安全構成威脅。傳統線路參數的測試方法難以保證測試工作的安全性及測試結果的準確性。異頻線路參數測量方法，成功排除了線路參數測量中工頻感應電壓的干擾，簡化了測量工作，縮短了現場測試時間，提高了測量精度，為電力系統的分析與計算提供有力的數據支撐，具有十分廣闊的應用前景，該試驗方法目前已在各電力部門開始廣泛推廣應用。

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