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1、T型线路互感参数带电测量的方法 收稿日期:2009-12-26T型线路互感参数带电测量的方法秦怡宁(中国南方电网超高压输电公司曲靖局,云南 曲靖 655000)摘要:分析了现有互感参数带电测量方法无法进行T型互感线路参数带电测量的问题,提出了将T型线路或者多支线路等效为平行互感线路的模型来测量的新方法。Matlab仿真结果和RTDS模拟试验测量结果均验证了本方法的正确性和可行性。关键词:T型线路 互感参数 带电测量 GPS中图分类号:TM93 文献标识码:B 文章编号:1006-7345(2010)01-0030-041 前言随着电
2、力系统的发展,受线路走廊所限,同塔双回甚至多回互感线路越来越多。互感的存在会影响故障电流的大小,影响继电保护定值计算。而影响零序自感和零序互感的因素远比正序参数复杂,线路的零序参数使用公式计算值和实际值有很大的差异,继电保护规程规定零序参数必须实测。常规的测量方法实施起来很困难,所以线路零序互感参数带电测量方法研究成为一种趋势。基于微分方程的输电线路参数带电测量是近几年新兴的比较实用的方法,解决了传统测量方法无法解决的强互感线路零序参数无法准确获得的难题。对于一些特殊线路,如T型线路和多分支线路,由于支路对增量电流存在分流情况,其固有算法
3、并不能直接应用,不得不在部分线路停电的情况进行测量。以下提出了T型线路和多T型线路的带电测量的新的思路和测量方法,并进行了Matlab仿真实验和RTDS模拟试验以及实际测试。仿真实验和测量结果表明,对于T型线路和多T型线路互感参数仍然可以进行高精度的带电测量。2 互感带电测量方法2·1 互感线路带电测量的原理设有n条互感线路,编号分别为:1,2…,n。当零序电流加到被测系统第i条线路时,所有有互感的线路上都会阐述零序电流的增量,所有与被测互感线路有关的母线都会产生零序电压增量,增量法正是对被测系统的零序增量进行的研究,被测系统的零序电流增
4、量方程可写为:ZΔI·=ΔU·(1)式中:ΔI·=[ΔI·1,ΔI·2,…,ΔI·n]T为各条线路的零序电流增量矢量,ΔU·=[ΔU·1,ΔU·2,…,ΔU·n]T为各条线路的零序电压增量矢量,Z为线路零序阻抗矩阵,其对角线元素zii=rii+jxii(i=1,2,…,n)是第i条线路的零序自阻抗。由式(1)可见,零序阻抗矩阵Z是一个对角阵,有n(n+1)/2个待求未知数,只要能进行P(P≥n(n+1)/2)次测量,构造n(n+1)/2个以上的独立方程,然后应用最小二乘法就可以求解方程(1)。增量的产生,可以分别在一条线路上外加足够大的零
5、序电流,也可以通过控制使一条线路由继电保护装置短时断开(0·5秒~1·0秒)线路某一相,然后重合线路产生一个零序大电流。为了使测得的数据具有同时性,利用全球卫星定位系统(GPS)可获得误差小于50ns的时间基准。2·2 现有带电测量方法的不足增量法等方法对于一般线路互感的带电测量效果已经被证明是正确可行的。但由于实际电网的陈旧或者规划的原因,很多线路存在支路。这种T型线路和多T型线路存在于很多老电网甚至是新建电网,由于接线复杂和负荷重要,停电测量这些线路的互感参数几乎是不可能的,在不影30 第38卷T型线路互感参数带电测量的方法2010年
6、第1期 响其供电的情况下带电测量成了唯一出路。对于T型线路的电网,上述的带电测量方法不能直接使用。以图1中简单的双回共塔,一回存在支路的线路为例,线路a和线路b的AO部分共塔架设,线路b存在两条支路p1和p2。图1 简单T型线路示意图量图1中线路a和b存在零序互感,如果采用传统的停电测量方法,往往为实际情况所限制。因为O点的电压、电流信号在实际工程中是无法方便获取的。而带电测量也需要将线路b及其支路p1和p2停电,然后逐条支路加零序干扰源进行测量。这时,如果支路较长,断开一条支路的话,该支路的末端悬空电压将会很高,如再在该支路所连的线路上
7、加压,可能悬空电压会更高,这在工程上的安全运行是不允许的。而且不管是传统测量的方法还是带电测方法,都无法精确的测量出线路2中AO、CO和DO段零序自阻抗,更不可能测量出支路之间的互感。这就需要另寻解决办法。3 T型线路带电测量的实现方法3·1 模型建立以图1中的线路为例,单独考虑线路2和其支路的话,线路2中AO段的电压受两支路电流Ip1和Ip2的支配。如果将其从分支点O处解开为两条平行线路AC和AD,AO段因支路电流产生的电压及各线路之间的因互感产生的电压用一个受控电压源表示的话,可得到其受控源模型见图2,其中:ZAO为线路AO段的零序自
8、阻抗,Z12为线路1和线路2之间的零序互感,Z13为线路1和线路3之间的零序互感。由于实际现场中支路p1和p2之间角度一般较大,且分支后很少在同一个线路走廊,两支路之间的互感通常是很小的,可以
