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输电线路工频参数的测量方法
时间:2021-05-07

新建高压输电线路再投入运行之前,除了检查线路绝缘情况、核对相位外,还应测量各种工频参数值,作为计算系统短路电流、继电保护整定、推算潮流分布和选择合理运行方式等工作的实际依据。

中试控股详细讲解为大家详细介绍工频线路一些参数的测量方法。注:本文讨论的线路参数均指三相导线的平均值,即按三相线路通过换位后获得完全对称。对不换位线路,因其不对程度较小,也可以近似地试用。

中试控股详细讲解测量线路各相的绝缘电阻

测量绝缘电阻,是为了检查线路绝缘状况,以及有无接地或相间短路等缺陷。一般应在沿线天气良好情况下(不能在雷雨天气)进行测量。首先将被测线路三相对地短接,以释放线路电容积累的静电荷,从而保证人身和设备安全。

测量时,应拆除三相对地的短路接地线,然后测量各相对地是否还有感应电压(测量表计用高内阻电压表,好用静电电压表),若还有感应电压,应采取措施消除,以保证测试工作的安全和测量结果的准确。

测量线路的绝缘电阻时,应确知线路上无人工作,并得到现场指挥允许工作的命令后,将非测量的两相短路接地,用2500 - 5000V兆欧表,轮流测量每一相对其他两相及地间的绝缘电阻。若线路长,电容量较大时,应在读取绝缘电阻值后,先拆去接于兆欧表L端子上的测量导线,再停兆欧表,以免反充电损坏兆欧表。测量结束后应对线路进行放电。测量线路各相绝缘电阻接线图如图1所示。


测量线路各相绝缘电阻接线图

图1:测量线路各相绝缘电阻接线图

二核对相位


通常对新建线路,应核对其两端相位是否一致,以免由于线路两侧相位不一致,在投入运行时造成短路事故。

核对相位的方法很多,一般用兆欧表和指示灯法。指示灯法又分干电池和工频低压电源两种。

1.兆欧表法

图2是用兆欧表核对相位的接线图。

用兆欧表核对相位接线图
图2:用兆欧表核对相位接线图

在线路的始端一相接兆欧表的L端,而兆欧表的E端接地,在线路末端逐相接地测量;若兆欧表的指示为零,则表示末端接地相与始端测量相同属于一相。按此方法,定出线路始、末两端的A、B、C相。

2.指示灯法

中试控股详细讲解指示灯法是将图2中兆欧表换成电源和和指示灯串联测量,若指示灯亮.则表示始、末两端同属于一相,但应注意感应电压的影响,以免造成误判断。

四测量正序阻抗


测量正序阻抗接线图
图4:测量正序阻抗接线图

如图4所示,将线路末端三相短路(短路线应有足够的截面,且连接牢靠),在线路始端加三相工频电源,分别测量各相的电流、三相的线电压和三相总功率。按测得的电压、电流取三个数的算术平均值,功率取PW1及PW2的代数和(用低功率因数功率表),并按下式计算线路每相每千米的正序参数。

正序阻抗Z1(Ω/km)Z1=Uav/√3Iav×1/L

正序电阻R1(Ω/km)R1=P/√3Iav2×1/L

正序阻抗X1(Ω/km)X1=√(Z12-R12)

正序阻抗L1(H/km)L1=X1/2πf

式中P—三相总功率,即P=P1+ P2 (W);

Uav—三相线电压平均值(v);

Iav—三相电流平均值(A);

L—线路长度(km);

f—测量电源的频率(Hz)。

试验电源电压和容易应接线路长度和试验设备来选择,以免由于电流过小引起较大的测量误差。

五测量零序阻抗

测量零序阻抗接线如图5所示,测量时将线路末端三相短路接地,始端三相短路接单相交流电源。

测量零序阻抗接线图
图5:测量零序阻抗接线图

根据测得的电流、电压及功率,按下式计算出每相每千米的零序参数。

零序阻抗Z0(Ω/km)Z0=3U/I×1/L

零序电阻R(Ω/km)R0=3P/I2×1/L

零序电抗X0(Ω/km)X0=√(Z02-R02)

零序电感L1(H/km)L1=X0/2πf

式中P—所测功率 (W);

U、I—试验电压(v)和电流(A);

L—线路长度(km);

f—试验电源的频率(Hz)。

试验电源电压对同一线路来说,可略低于测量正序阻抗时的电压;电流不宜过小,以减小测量误差

六测量正序电容

中试控股详细讲解测量线路正序电容时,线路末端开路,首端加三相电源,两端均用电压互感器测量三相电压,测量接线见图6。在计算正序参数时,电压取始末端三相的平均值,电流也取三相的平均值,功率取两功率表的代数和(用低功率因数功率表测量),并按下列各式计算每相每千米线路对地的正序参数。

测量正序电容接线图
图6:测量正序电容接线图

正序导纳y1(S/km)y1=√3Iav /Uav×1/L

正序电导g1(S/km)g1=P/Uav2×1/L

正序电纳b1(S/km)bX1=√(y12-y12)

零序电容C1(μF/km)C1=(b1/2πf)×106

式中P—三相损耗总功率 (W);

Uav—始末端三相线电压平均值(v);

Iav—三相电流平均值(A);

L—线路长度(km);

f—测量电源的频率(Hz)。

试验电压不宜太低,通常用200V及以上电压进行测量。测量时应用不低于1级的高压电压互感器和电流互感器,接入二次侧的表计准确度不低于0.5级。

七测量零序电容

测量零序电容接线图如图7所示。

测量零序电容的接线图
图7:测量零序电容的接线图

将线路末端开路,始端三相短路施加单相电源,在始端测量三相的电流,并测量始末端电压的算术平均值。每相导线每千米的平均对地零序参数可按以下各式求得

零序导纳y0(S/km)y0=1/3Uav×1/L

零序电导g0(S/km)g0=P/3Uav2×1/L

零序电纳b0(S/km)b0=√(y02-g02)

零序电容C0(μF/km)C0=(b0/2πf)×106

式中P—三相的零序损耗总功率 (W);

Uav—始末端三相线电压平均值(V);

I—三相零序电流之和(A);

L—线路长度(km);

f—测量电源的频率(Hz)。

八计算相间电容C12

利用前面测得的正序电容C1及零序电容C0,即可计算出相间电容C2。线路在三相对称电压作用下,各相对地等值电容即是正序电容C1。对正序而言,三相电流之和为零,负载的等值中性点与导线对地电容(即零序电容)中性点连在一起,其等值电路如图8所示。

线路在三相对称电压做与用下的等值电容
图8:线路在三相对称电压做与用下的等值电容

由图8得各相间等值电容C12为

C1=3C12+C0

所以C12=1/3(C1-C0)

将前面测得的C1及C0代入上式便得

C12=1/3(b1/2πf×106-b0/2πf×106)

=(b1-b0)÷6πf×106(μF/km)

九测量耦合电容

对于两条平行的线路,当一条线路发生故障时,通过电容传递的过电压可能危及另一线路的所在系统的安全;当分析电容传递过电压时,需用到两条线路之间的耦合电容,测量原理接线如图9所示。

测量线路耦合电容接线图
图9:测量线路耦合电容接线图

测量时将线路1、2各自三相始端短路,并对线路1加压,线路2经电流表接地,读取电流、电压值,然后按下式计算耦合电容Cm (μF),即

Cm=1/2πfU×106

适中U—测量电压(V)

I—测量回路的电流(A)

f—测量电源的频率(Hz)

十测量互感阻抗

在两回平行的线路中,若其中一回线路中通过不对称短路电流,则由于互感作用,另一回线路将有感应电压或电流,有可能使继电保护误动作。因此,必须考虑互感的影响,测量平衡线路互感的接线如图10所示。

测量平行线路互感的接线图
图10:测量平行线路互感的接线图

测量时,将1、2两回线路的始末端三相各自短路,并将末端接地。在其中一回线路加试验电压,并测量电流,在另一回线路用高内阻的电压表测量感应电压,并利用测得数值按下式计算互感参数

互感阻抗Zm(Ω)   Zm=U/I

互感M(H)    M=Zm/2πf

式中I一加压线路电流(A);

U一非加压线路的感应电压(V);

f—测量电源的频率(Hz)。

试验电压按线路长短而定,一般从几百伏到几千伏。电流、电压回路的接地,应接于不同的地网。

同一回线路相间互感也可用此法测量,即将三相中的两相始末端短路,且末端接地,在始端加压,另一相末端接地,始端测量感应电压及试验回路的电流,即可按上式求得相间互感。

在测量双回输电线路间的互感时,由于线路上经常存在较大干扰电压,非加压线路上测得的电压为感应电压与干扰电压的叠加,测量时必须排除干扰的影响,才能获得准确的结果。在现场试验中通过对试验电源倒相,可达到消除干扰电压对测量结果影响的目的,即在图10中1回线路不加压的情况下,先测量2回线路上的干扰电压U0,然后向l回线路加压,并读取电流I1和2回线路始端对地电压U1;切掉电源,将电源倒相后再次加压,当电流达I1值后,测量2回线路始端对地电压值U2。

排除干扰后的感应电压Um按下式计算

Um=√[(U12+U22)/2-U02]

互感抗Zm(H)为Zm=Um/I1




 

 

 

 

 

 

 

 

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