基于GPS的互感线路零序参数带电测量方法胡志坚　陈允平　张承学摘要　简要介绍了常规的零序参数测量方法，然后详细介绍了线路零序参数带电测量的理论及数学模型。利用全球卫星定位系统(GPS)作为异地测量的同步信号和获取测量源，给出了带电测试系统的接线图及模拟试验结果，最后给出了公式计算方法、常规方法和带电测量方法三种方法对河南电网有关互感线路的计算与现场测量结果。结果表明，文中所提带电测量方法不仅能测量电抗，而且也能测互电阻，不仅适合于停电测量，也适合于带电测量。
关键词　输电线路　零序自感　零序互感　带电测量　全球卫星定位系统ANEWMETHODOFPARAMETERSLIVELINEMEASUREMENT
OFTRANSMISSIONLINESBASEDONGPSTECHNOLOGYHuZhijian　ChenYunping　ZhangChengxue
WuhanUniversityofHydraulic&ElectricEngineering
Wuhan,430072ChinaABSTRACT　Thetraditionalmeasurementmethodsofzero-sequenceparametersoftransmissionlinesarereviewedfirstly.OnthebasisofGPStechnology,theprinciples,mathematicalmodelsandmethodsofparameteridentificationofzero-sequenceparameterslivelinemeasurementoftransmissionlineswithmutualinductancearegiveninthispaper.Keytechniquesandtheschemeofthemeasurementsystemarealsogiven.Finally,sometestmethodsandon-sitemeasurementresultsaregiven.Theresultsprovethatthissystemcanmeettheneedoflivelineparametermeasurementoftransmissionlines.Itisprovedthattheprinciplesandmeasurementsystembeingputforwardinthispaperarecorrect,effectanduseful.
KEYWORDS　transmissionline;zerosequence;selfinductance;mutualinductance;livelinemeasurement;GPS1　前言　　随着电力系统的不断扩大，加之线路走廊受限，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。在互感影响显著时如果在继电保护定值计算中未计及互感的影响则会造成保护误动或拒动。而影响零序自感和零序互感的因素远比正序参数复杂，等值深度和接地电阻率的大小对零序参数有明显的影响。然而要精确计算零序参数几乎是不可能的，我国继电保护规程规定零序参数必须实测，这也是经常行不通的。因此寻求新的带电测量输电线路参数的理论及实现方法，具有重要的理论和实际意义。本文对互感线路参数的带电测量的理论和实践上的问题进行了研究。2　常规的线路零序参数测量方法　　以往线路的零序自感和互感参数是以卡松(Carson)公式^［1］为基础计算出来的。由于计算公式中涉及大地电阻率和等值深度这两个不确定参数，使得公式计算值和实际值有很大的差异。为了得到精确的零序参数，常规的做法是停电测量线路零序参数，如图1所示，并采用公式(1)计算零序阻抗。(1)式中　P、V、I分别为瓦特表、电压表、电流表的读数；d为线路的长度。图1　零序阻抗测量示意图
Fig.1　Diagramofzero-sequence
parametersmeasurement　　为了减少干扰信号对测量结果的影响，通常采用加正向电源与反向电源的方法来测量。其测量依据是：设不加电源时的干扰电压为U_n,正向电源电压为U_u,正向电压测量值为U₁，反向电源电压为U^′_u，反向电压测量值为U₂，矢量关系如图2所示。假设U_u＝U^′_u，则有U²₁＝U²_u＋U²_n－2｜U_u｜U_ncosα　　(2)　U²₂＝U^′2_u＋U²_n－2｜U^′_u｜U_ncosβ　　(3)　　因cosα＋cosβ＝0,则由式(1)和(2)可得　　(4)　　式(4)即为考虑干扰电压影响后的实际电源电压。图2　干扰电压与测量电压矢量图
Fig.2　Diagramofvoltagevectorrelationship　　这种测量方法假定了干扰电压为恒定不变量，但事实上干扰信号U_n是时时刻刻在变化的。因此当存在干扰信号时这种方法是无法准确测量线路的零序参数的。3　带电测量互感线路零序参数的理论　　设有n条互感线路，编号分别为：1,2,…，n。对每次测量互感线路的伏安特性均应满足或　　　　　　　　　(5)式中　Z为阻抗矩阵，其中元素z_ii＝r_ii＋jx_ii，(i＝1，2，…，n)为第i条线路的自阻抗，包括电阻和感抗两部分，z_ij＝r_ij＋jx_ij，(i,j＝1，2，…，n,i≠j)为线路之间的互阻抗，包括互电阻和互感抗两部分；为线路的零序电流矢量;为线路的零序电压矢量。
　　一般而言，即使不外加零序电流源，大电流接地系统的线路中也会由于负荷不平衡而出现零序电流和零序电压。为了在测量中能排除由于原来存在的零序电流、零序电压对测量结果的影响，因此提出了增量法^［2，3］。即如果在第i条线路中人为地注入零序电流ΔI_i，则在所有线路j(j＝1，2，…，n)中均会相应地产生增量ΔI_j。任一线路j中的零序电流可分解成两部分：一部分为原有的零序电流_j0；另一部分为增量Δ_j0。因而[1][2][3]下一页