高壓輸電線路工頻參數移頻測量裝置的研制

高壓輸電線路工頻參數移頻測量裝置的研制

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1、上海交通大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學位論文,是本人在導師的指導下,獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名:孫柯日期:2007年10月19日3上海交通大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權

2、上海交通大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□,在年解密后適用本授權書。本學位論文屬于不保密√。(請在以上方框內打“√”)學位論文作者簽名:孫柯指導教師簽名:羅利文李鋒日期:2007年10月19日日期:2007年10月19日4第一章引言一、課題的提出輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。新建高壓輸電線路在投入運行之前,除了要檢查線路的絕緣情況、核對相位外,還需測量各種工頻參數值,這些參數是進行電力系統(tǒng)潮流計算、短路電流計算、繼電保護整定計算和選擇電力系統(tǒng)

3、運行方式等工作之前,建立電力系統(tǒng)數學模型的必備參數。中華人民共和國電力行業(yè)標準《DL/T559-94220~500kV電網繼電保護裝置運行整定規(guī)程》中規(guī)定:“4.1.1整定計算所需的發(fā)電機、調相機、變壓器、架空線路、電纜線路、并聯(lián)電抗器、串聯(lián)補償電容器的阻抗參數均應采用換算到額定頻率的數值。下列參數必須使用實測值:a.三相三柱式變壓器的零序阻抗;b.66kV及以上架空線路和電纜線路的阻抗;c.平行線之間的零序互感阻抗;……”“4.2.2.9零序電流補償系數K應按線路實測的正序阻抗Z1和零序阻抗Z0計算獲得,K=(Z0-Z1)/3Z1

4、。實用值宜小于或接近計算值?!睘榇?,工程上要求對新架設及改造后的輸電線路工頻參數進行實際測量,線路參數測試已經成為高壓輸電線路投產前或改造后必須進行的一項工作。本課題研究如何測量輸電線路的工頻參數。近年來,變電站的改建、擴容及新建變電站的數量越來越多,為了更好的利用出線走廊,同桿架設雙回路甚至多回路的架空線路及平行線路也越來越多。在進行線路參數測試時,經常會碰到其中一回停電測量,其他回線路正常帶電運行的情況。在這種情況下,進行線路參數測量就不可避免的要面對來自同一桿塔其他回線路和鄰近線路的靜電感應電壓和電磁感應電壓的干擾。這些感應電

5、壓少則幾十伏,在某些情況下,可能會達到上千伏。同時在進行線路參數測量時,這些感應電壓在測量回路中產生感應電1流,有時候可達到數安培。在上述情況下,使用常規(guī)的方法進行輸電線路工頻參數測量,波形會發(fā)生嚴重畸變,而且信號不穩(wěn)定,會引起相當大的測量誤差。雖然可以通過提高工作電壓和采取電源倒相法、移相法,可以在一定程度上提高信噪比,降低干擾的影響。這樣勢必增加工頻電源的容量和重量,也不可能從根本上解決系統(tǒng)50Hz同頻干擾問題。因此,有必要研究一種新的方法來進行輸電線路工頻參數的測量。本課題提出一種通過改變施加在輸電線路上不同于系統(tǒng)頻率的測量電

6、壓,從而避開系統(tǒng)工頻干擾的測量方法。移頻法的基本原理是:把移頻電源產生的設定頻率的測量電壓施加到被測線路,通過互感器采集電壓、電流,經過數字濾波處理,得到移頻電壓、移頻電流及相位,最后通過CPU計算得到50Hz下的工頻參數。二、國內外線路參數測量的現(xiàn)狀獲取線路工頻參數的方法可以分為兩類,第一類方法是通過計算得出線路參數;第二類方法是通過實地測量獲得線路參數。計算法又可以分為兩種:一種是根據架空導線的結構、材料、氣溫環(huán)境等情況,把具體的參量逐項代入計算公式得到,稱為精確計算;另外一種是從手冊或產品目錄中查得單位長度線路的參數,稱為近似

7、計算。精確計算方法需要預先知道的參數較多,計算公式復雜,最終需要在計算機上運行程序進行計算。此外,輸電線路往往根據實際地理環(huán)境和需要進行架設,走向復雜,空間跨度大。而這些情況不能在程序設計之初完全考慮到。在工程上常常采用近似計算,該方法忽略了地理環(huán)境、氣候條件等因素的影響,其計算結果有時誤差較大。與計算法相比,測量法具有無法比擬的優(yōu)勢,其不必過多考慮環(huán)境因素,把待測線路看做黑匣子,分析其輸入、輸出量即可計算得出線路參數。測量法大體上分為以下幾種:第一種是儀表法。在被測線路上施加電源,使用電壓表、電流表、功率表、頻率計等表計,通過人工

8、讀取各表刻度,經過相應的運算后求得各參數值。在實際測量中由于工頻干擾電壓的影響,線路零序參數和互感阻抗測量誤差較大。工程上采取電源倒相、換相來消除工頻干擾的影響。電源倒相法基于如下假設:在測量時間內,系統(tǒng)有較大波動的概率很小,可以認為

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