一种高压输电线路三相不对称参数实测方法

学术论坛　一种高压输电线路三相不对称参数实测方法　李延强’郭兴昕　荣伟杰３黄鹏　陈立军，　（１．东北电力大学自动４４５－ｒ－程学院吉林吉林１３２０１２；２．江苏省电力公司电力科学研究院江苏南京２１１１０３：　３．中核核电运行管理有限公司秦山三厂核安全处浙江嘉兴３１４３００；４．西安交通大学电气工程学院陕西西安７１００４９）　摘要：针对目前高压输电线路参数测量方法存在假设线路三相参数对称的问题提出了在线路三相参数不对称情况下的一种新的测量方法。这种　方法基于输电线路参数的不对称性，在单相测试电源下，通过多次测量数据，建立起线路参数的求解方程从而获得线路参数。这种方法能够反映输电　线路的实际情况，不需要正序测试电源，测试方法简单，是一种新的输电线路测量方法。仿真结果验证了本文方法的可靠性。　关键词：输电线路参数三相不对称测量方法　中图分类号：ＴＭ７　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏ０７Ｉ９４１６（２０ｌ３）１　１－０２３０．０２　，Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓｈｙｐｏｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｔｈａｔ　ｓｍｍｅｔｒｉｃａｌ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｔ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ，Ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａ　ｎｅｗ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｎｄｅｒ　ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｃｈｏｄ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ出ｅ　ａｓｙｍｍｅｔｒｙ　ｏｆ　ｔｒａｎ　ｍ１ｓＳｌＯｎ　ｈｎｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｅｑｕａｕｏｎ　ｏｆｓｏｌｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｋｃｕｉｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｄａｔａ　ｆｏｒ　ｍａｎｙ　ｔｉｍｅｓ　ｕｎｄｅｒ山ｅ　ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ　ｔｅｓｔ　ｐｏｗｅｒ．　ｔｈｅｎ　ｇａｉｎ　ｌｉｎｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｕａｔｉｔｏｎ　ｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｄｏｎ’ｔ　ｎｅｅｄ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｔｅｓｔ　ｐｏＷｅ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｓｉｍｐ１ｅ　ａｎｄ　ａ　ｎｅｗ　ｔｒａｎｓｉｓｓｍｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔ　ｓｉｍｕｌａｆｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｒｅｈａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　，Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｍｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ；Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ａｓｙｍｍｅｔｒｙ；Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　１引言　输电线路是电力系统的重要组成部分，其工频参数如正序参　数、零序参数和互感参数，是电力系统潮流计算、继电保护整定计算　等所必需的参数。线路参数的准确性关系到电网的安全稳定与经济　运行川。输电线路参数的获取方法目前主要有计算法和测量法。计算　法主要是以卡松公式为基础，但由于涉及到土壤电阻率等一些不确　定因素，难以获得准确的线路参数　测量法分为在线测量和离线测　量两种方法。在线测量由于需要线路两端同步测量数据及难以获得　２基于三相参数不对称的线路参数测量方法　正序信号而使应用受到限制。目前线路参数主要采用离线测量法。　根据输电线路参数离线测量原理，画出测量电路如图１所示。　离线测量法就是在被测线路停电，并且脱离电网的情况下，假定被　在图１所示的三相不平衡线路中Ｚａ＝　＋ｊｃｏＬ．，　＝Ｒｂ＋ｊｒｏＬｂ，　测线路三相参数对称，通过施加正序、零序测试信号，从而获得线路　＝　＋　ｍ　，分别表示线路三相自阻抗，ｚ　Ｚａ　＝ｊｃｏＭ：　、Ｚ　＝　的正序、零序参　。随着社会经济发展，为了节约土地资源，原有输　．，．，　ｏＭ　分别表示ＡＢ相、ＡＣ相、ＢＣ相之间的互感电抗。　电线路走廊同杆多回架设已日趋普遍，使得线路之间电磁耦合加　ｊｃ写出图１所示电路方程阍：　Ｚ　●　剧，特别对于较短的线路，由于线路不能进行交叉换位，线路参数的　不对称度越来越高【４　】，对称假定越来越不符合实际情况。　针对目前高压输电线路参数三相不对称问题的普遍出现，提出　了一种新的高压输电线路三相参数离线测量方法。这种方法基于输　电线路参数三相不对称，在单相测试电源下，通过多次数据测量，建　立求解线路参数的计算方程，从而获得线路参数。这是一种新的线　路参数离线测量方法，仿真结果验证了本文方法的可靠性。　ｚ　）ｚ　＼ｚ　－　量　２　Ｏ－＝Ｚ　澎　仿真结果与模型实测值的幅值误差（％）　Ｃ相　１．４０３　８６．３２０。　２．０６４　８５．４７ｒ　Ｉｔ＝　．　＝ｌ　图１三相不对称线路参数测量原理图　表１模型参数　输电线路模型实际测量阻抗参数矩阵ｚＡｄｇ￣／ｋｉｎ）　Ａ相　Ａ相　Ｂ相　表３仿真结果与模型实测值的幅值误差　Ｂ相　／　Ａ相　Ａ相　Ｂ相　０．３５０１　０．３０ｏ７　Ｂ相　０．２３５ｌ　—０．１０１２　Ｃ相　０．１１４０　一Ｏ．０９２１　４．１７０　７７．８５８。　１・５３０Ｚ　８３－２　√　５３１　８３．０８５。　／４．６４５　８０．３４７。　Ｃ相　１．３９８　８６．４５７。　２．０５７　８５．５６１。　４．８０１　７８．８７３。　ｃ相　Ｏ．４７２ｌ　０．２４７９　０．４０８２　表２本文方法的仿真结果　输电线路仿真阻抗参数矩阵ｚ　ｎ／ｋｉｎ）　Ａ相　Ｂ相　Ｃ相　表４仿真结果与模型实测值的相位误差　仿真结果与模型实测值的相位误差（％）　Ａ相　Ａ相　Ｂ相　Ｃ相　Ｏ．６１０８　０．３８７６　０．４１２９　Ｂ相　０．５２７８　０．７９１２　０．８２３７　Ｃ相　０．５７２３　０．９２９９　０．５３２２　Ａ相　４．１８４６／７８．３３３６。　Ｂ相　１．５３４６　８３．５２３５。　Ｃ相　１．４０４６　８６．８１４０。　１．５３４６　８３．５２３５。　４．６４０３　８０．９８２７。　２．Ｏ６２１　８６．２６５８。　１．４０４６　８６．８１４０　２．０６２ｌ　８６．２６５８　４．８２０６　７９．２９２８　。ｌ与应用　姆　学术论坛　】ｒ、Ｊ『：　ｒ分别为线路测量端　与负序、正序与零序以及负序与零序之间的序耦合阻抗。　４算例　式中，０：　ｍ￣ｆＥ．、电流向量，Ｉ　＋ｊｃｏＬ￣　ｊｏ）Ｍ　ｋ＝Ｊ　ｊｃｏＭ￣　＋　ｊｃｏ　ｌ　１　６　ｊｃｏＭｔ，。Ｉ＝ｌ　６　ｌ　｝　华中科技大学动模实验室建有５００ｋＶ同杆并架双回输电线路模　型一个，该线路模型中的每条线路由３个丌型结构连接而成，其中一　个Ⅱ型结构的参数如表１所示ｉ８］，应用本文方法的仿真结果如表２所　示。　由表３、表４可知，本文方法的仿真结果与模型实测值基本吻合，　其中最大幅值误差０．４７２１％，相位误差０．９２９９％。　５结论　为矗、岛，记录Ａ，Ｂ、ｃ三相电压和电流的波形，　５１）、　”、　ｎ、　ｎ、　”、　ｎ、　、　、　、　、　、　。　　１ｌ｝｝　ｏ　ｏ　’０　］『Ｚ口］　　ＩＤ　”Ｉ０　—』　ｊ　１ｆ　０　０　００　”　ｊ　”　ｚ　　Ｉ　Ｊｌ　ｌｊ　Ｊ　　０　ｏ言　’』Ｊｆ　ｚＺ：ｊ　ｃｓ　００　０　。　０　０　ｚ　０　０　ＩＩ　ｚ　１　本文提出的输电线路参数测试方法，基于线路参数三相不对称　的基本事实，使测试结果更符合实际情况，同时，由于没有使用正序　电源而使用了单相测试电源，大大简化了线路参数实测电源及测试　方法。仿真结果表明了本文方法简单、精确的特点，是一种有效的测　量新方法。　参考文献　［１］李笑怡，梁志瑞，程述一，贾鹏洲．输电线路工频参数在线测量方法　的研究［Ｊ］．河北电力技术，２０１０，２９（４）：２７～２８．　［２］粱志瑞，杨子强，李鹏等．电网输电线路工频参数测量系统的研究　［Ｊ］．电网技术，２００１，２５（３）：３４～３７．　［３］孙柯．高压输电线路工频参数移频测量装置的研制［Ｄ］．上海交通　大学硕士论文，２００７．　［４］朱迎春，樊友平。唐诚．强不对称互感输电线路序阻抗参数和不平　衡性的理论计算与测量研究［Ｊ］．广西电力，２００９（６）：７～１３．　［５］袁亮荣，刘之尧，张弛．输电线路工频参数测试新方法的研究［Ｊ］．广　东电力，２００６．１９（１０）：６～１０．　［６］邱关源．电路（第４版）［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９９．　［７］夏道止．电力系统分析［Ｈ］．北京：中国电力出版社，２００４．　［８］吴彤．基于空间磁场的同杆并架双回线动态物理模型的研究［Ｄ］．　华中科技大学博士学位论文，２０１　１．　ＺⅢ　Ａ－１Ｚｎ　『ｚ０　Ｚ０－　１　ｌ　Ｚｌ０　Ｚ１　Ｚ－２　ｌ　ｆ４　『１　１　１］　式中，　ｊｆ　１口１　ａ　ｌ　Ｉ　，　：　：一　＋２　ｚ　，　其中，Ｚｏ、Ｚｌ、ｚ　分别表示线路的零序、正序和负序阻抗，Ｚ　Ｚ　。、Ｚ２０分别表示正序　……要３根输出线，分别用作时钟输出线，数据输出线，以及一根用作　ＬＯＡＤ）线。软件编程根据ＭＡＸ７２１９输入一组数据　与过程之后，对于其他类似芯片，只不过是转换分辨率和模拟输入　ＭＡＸ７２１９的装载（并按照一组数据（１６位）及其寄存器地址的分配表，对每个　数量的区别。对于只具有单路模拟输入的串行ＡＤＣ，与ＴＬＣｌ５４３　的时序图，控制每个ＬＥＤ显示器的工作方式。软件编程首先　ＡＤＣ的工作相比，由于只有一路模拟输入，所有省去了地址输入的　ＬＥＤ显示器编程，要初始５个控制字，包括译码寄存器、显示亮度寄存器、扫描范围寄　操作，硬件连接与软件编程相对简单一些。　存器、关闭寄存器以及显示测试寄存器，其次，按照实际连接，输出１　３．３串行ＤＡＣ　　常用ＴＬＣ系列的串行ＤＡＣ芯片从分辨率上讲，有８、１０、１２位，二　个或多个数据显示寄存器的内容，点亮各个ＬＥＤ显示器。进制数的输入端有单路、双路、４路以及８路等。建议以可编程　４结语　ＴＬＣ５６１８双路ｌ２位数模转换芯片为例，详细分析ＴＬＣ５６１８与ＭＣＳ－　用户通过实践能够掌握串行ＡＤＣ、ＤＡＣ、ＥＺＰＲＯＭ、ＭＡＸ７２１９　５１系列单片机的硬件连接及软件编程。从硬件上看，选用单片机的　的一般使用方法，能够以ＭＣＳ－５１系列单片机为核心，组成一个优化　两根Ｉ／０线，一根作为数据输出线，向ＴＬＣ５６１８输入两路选择及待转　的应用系统，对于用户今后开发应用单片机奠定了良好的基础。　换的二进制数据等，一根作为控制ＴＬＣ５６１　８的输入时钟线，另外，用　根Ｉ／Ｏ线作为ＴＬＣ５６１８的片选信号。在编写驱动程序时，严格按照　参考文献　ＴＬＣ５６１８的１６时钟的时序编程，其中，ｌ６时钟对应于４时钟的编程位　［１］李华贵，李鹏．微机原理与接口技术［Ｈ］．北京：电子工业出版社，　２０１　０．　（选通道和功能）以及ｌ２时钟对应的ＤＡＣ数据位。　３．４串行ＬＥＤ驱动器７２１９　［２］李华贵等．带串行控制和１１个输入端的１０位ＡＤＣ　ＴＬＣｌ　５４３ＱＦＮ　ＬＥＤ驱动器是单片机应用系统中不可缺少的输出部分，电路较　及其引用［Ｊ］．现代电子技术，１９９９，（２）：ｌ　３一ｌ　５．　多，在教学中，建议选用ＭＡＸ７２１９作显示驱动器，ＭＡＸ７２１９也是一　［３］徐爱钧．单片机原理及应用［Ｈ］．北京：机械工业出版社，２Ｏ１１．　种串行工作方式的接口芯片。　［４］李华贵等．ＭＡＸ７２１　９在单片机中的应用［Ｊ］．电子与自动化，ｌ９９９，　在ＬＥＤ数码显示系统中，选用ＭＡＸ７２１９作为７段数码显示器的　（３）：２９—３１．　驱动器，硬件连接简单，工作可靠，容易扩充显示的数码管，软件编　［５］何立民．１２Ｃ总线应用系统设计［Ｈ］．北京：北京航空航天大学出版　程方便使用模块化，无疑是数码显示系统中的最佳选择。单片机需　社。ｌ９９５．　一上接第２２９页