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摘 要：探讨了输电线路工频参数测试“基于首端信息的线路电纳计算方法”，对影响测试的干扰因素加以讨论和分析，提出了实际测量中应注意的问题。
关键词：输电线路 工频参数
中图分类号：TM751
1 前言
输电线路是电力系统的重要组成部份，其工频参数一般包括直流电阻、正序阻抗、零序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线间的耦合电容和互感阻抗，这些参数是进行电力系统潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算和选择电力系统运行方式等工作之前建立电力系统数学模型的必备参数。
目前，传统上测量这些参数的方法仍然是在被测线路上施加电源后，再通过人工读取各表数据经相应运算后求得。这些方法的问题是：使用表计多，接线复杂；测量电容时线路末端电压难以测取；手工记录和计算工作量大且易引起误差；测量信号中的谐波含量有时较高影响测量准确性。近年，大庆油田供电公司引进了智能型“SM501线路参数测试仪”，大大简化了测量方法。本文对这套设备在使用中发现的影响测试的干扰因素、如何消除及实际测量中应注意的问题进行了探讨和分析。
2 测试基础原理和数据处理
输电线路参数一般包括直流电阻R、正序阻抗Z1、零序阻抗Z0、相间电容C12、正序电容C1和零序电容C0、、互感阻抗等。常规上，输电线路工频参数测量中，一般把上述参数当成集中参数简化处理，利用常用的试验接线和公式进行计算[1]。对于200 km 以上的线路，测量线路电容时，为了减少分布参数对测量准确度的影响，传统的做法是采取首末端同时测量电压的方法，取首末端平均值代入原公式计算。这样，测得的结果一般认为可基本满足工程上对准确度的要求。两端同时接线测量带来的问题首先是增加了试验及接线所需人力、物力和时间，在对测量时间有较严要求的情况下会有一定的困难。其二，首末端平均值代入公式计算也是有一定的理论上的相似性。为此，提出基于线路首端信息的输电线路电纳测量方法，使测量计算中没有线路末端的电压值也能测出线路的电容。
实际测试中，当线路按集中参数模型考虑时，由Π形等值电路，在线路长度L及单位长度阻抗z1=r1+jx1已知的情况下，可以得到一个二元二次方程组，解方程组就可求得输电线路的电导g 和电纳b。当线路按分布参数模型考虑时，也可通过П形等值电路获得非线性方程组，进而可求得各参数。
3 干扰因素分析及消除措施
测量时，会有与测量线路平行的运行线路，在不能同时停电的情况下，会在被测线路上产生较高的感应电压，给准确测量造成严重干扰。通过分析，这些干扰量主要是由静电分量、高频分量和工频分量组成。静电分量是雷云、空间带电粒子等在线路上的感应电势，实测时因感应电荷可经电阻泄放，对测量的影响不大；高频分量主要来自线路上的载波信号，但实测时线路上的载波通道不可能处于工作状态，故该分量也可忽略；工频分量主要来自电感应电势和磁感应电势两部分。线路平行走向或同杆架设时，运行线路的电流产生的磁场将在试验线路上感应出电压，它正比于运行线路的电流和两线路之间的互感，其作用相当于在线路导线上沿纵向串接了一个磁感应电势Em。同时，运行线路的电场通过两线路之间的电容耦合，还会在试验线路上产生电感应电势。这可看作在线路导线对地电容支路中串接了一个等效的电感应电势Ec。因导线的等效对地电容具有很高的容抗，一旦线路一端接地或经试验电源内阻接地，导线上的电感应电势将急剧下降，所以影响测量结果的主要因素是纵向感应电势Em。
消除干扰可以采用以下几项措施：
（1） 测量端尽量远离感应源。
（2） 测量正序参数时，尽可能采用隔离变压器，并把隔离变二次侧的中性点接地，以降低感应电压。也可以把线路末端接地。
（3） 尽可能提高试验电压（电流），降低感应电压（电流）与实测电压（电流）的比值，一般控制在5%以下就可以了。
（4） 當试验电压进一步提高有困难，感应电压（电流） 与外施试验电压（电流）的比值较高时，可以采用电源倒相法来消除感应电压的影响。
4 测试中的注意事项
（1）试验用所有短接、接地和引线都应具有足够的截面，且必须连接牢靠。
（2）对于长线路的测量，要求的电源电压高、容量大，可采用变电站内停电或待投入的变压器作为隔离变压器，试验电源与系统隔离，能防止电源干扰。
（3）对于较短线路进行工频参数测试时，应摘除线路阻波器，避免阻波器电感线圈引起的参数误差。
（4）平行架设的线路，感应电压较高时，为使测量准确，应适当增加试验回路的电流，并将电源倒相进行多次测量，取平均值。
（5）测量输电线路工频参数安全注意事项：防止感应电压伤人。
（6）试验前必须首先了解被测线路的如下情况：线路长度、电压等级、导线型号、同杆架设线路长度、平行线路长度等基本情况。
（7）对于有同杆架设线路或平行线路的， 必须在试验开始前测量线路感应电压值，测量时必须佩戴绝缘手套，穿绝缘靴。
（8）在有感应电压的线路上（同杆架设的双回线路或单回线路与另一线路有平行段）测试时，必须将另一回线路同时停电，方可进行试验，以保证测试工作的安全和测量的准确度。
5 实际测试两例
（1）油田电力集团宏伟电厂进行二期工程扩建，在马鞍山一次变增加110kV Ⅲ段，由宏伟电厂至马鞍山一次变增设的110kV宏马线全长3.258公里，架空线路1.98公里，电缆1.278公里。通过应用该测试仪，采取上面的消除干扰的办法，得到了理想的结果。
（2）友谊一次变电所35kV断东甲、乙线负荷电流严重不平衡，初步判定为两条线路参数不匹配。针对这两条线路进行了参数测试，断东甲线01339正序阻抗为0.635Ω/公里，断东乙线01340正序阻抗为0.930Ω/公里，验证了预测结论的正确。后来，着重针对乙线进行了摘除阻波器和带阻波器的反复测试，试验结果表明阻波器电感线圈对于较短线路直流电阻影响较大，致使负荷电流误差较大。
6 结论
传统的输电线路工频参数测量方法有许多不足之处，“基于首端信息的线路电纳的计算方法”解决了线路电纳的测量难题，有益于电网输电线路工频参数实测率的提高。采用适当方法，可有效消除测试中的干扰因素，获得较为准确的数据。
[参考文献]
[1]《高压电气设备试验方法》（西南电业管理局试验研究所）水利电力出版社，1984年
[2] “输电线路工频参数测量时的感应电压影响及消除”（刘娟 李长益）《电力建设》，2003年第33-34期
[3]“输电线参数测量方法”（周学君） 《广东电力》，1999年，12（6）：16-18
关键词：输电线路 工频参数
中图分类号：TM751
1 前言
输电线路是电力系统的重要组成部份，其工频参数一般包括直流电阻、正序阻抗、零序阻抗、相间电容、正序电容、零序电容以及多回平行输电线间的耦合电容和互感阻抗，这些参数是进行电力系统潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算和选择电力系统运行方式等工作之前建立电力系统数学模型的必备参数。
目前，传统上测量这些参数的方法仍然是在被测线路上施加电源后，再通过人工读取各表数据经相应运算后求得。这些方法的问题是：使用表计多，接线复杂；测量电容时线路末端电压难以测取；手工记录和计算工作量大且易引起误差；测量信号中的谐波含量有时较高影响测量准确性。近年，大庆油田供电公司引进了智能型“SM501线路参数测试仪”，大大简化了测量方法。本文对这套设备在使用中发现的影响测试的干扰因素、如何消除及实际测量中应注意的问题进行了探讨和分析。
2 测试基础原理和数据处理
输电线路参数一般包括直流电阻R、正序阻抗Z1、零序阻抗Z0、相间电容C12、正序电容C1和零序电容C0、、互感阻抗等。常规上，输电线路工频参数测量中，一般把上述参数当成集中参数简化处理，利用常用的试验接线和公式进行计算[1]。对于200 km 以上的线路，测量线路电容时，为了减少分布参数对测量准确度的影响，传统的做法是采取首末端同时测量电压的方法，取首末端平均值代入原公式计算。这样，测得的结果一般认为可基本满足工程上对准确度的要求。两端同时接线测量带来的问题首先是增加了试验及接线所需人力、物力和时间，在对测量时间有较严要求的情况下会有一定的困难。其二，首末端平均值代入公式计算也是有一定的理论上的相似性。为此，提出基于线路首端信息的输电线路电纳测量方法，使测量计算中没有线路末端的电压值也能测出线路的电容。
实际测试中，当线路按集中参数模型考虑时，由Π形等值电路，在线路长度L及单位长度阻抗z1=r1+jx1已知的情况下，可以得到一个二元二次方程组，解方程组就可求得输电线路的电导g 和电纳b。当线路按分布参数模型考虑时，也可通过П形等值电路获得非线性方程组，进而可求得各参数。
3 干扰因素分析及消除措施
测量时，会有与测量线路平行的运行线路，在不能同时停电的情况下，会在被测线路上产生较高的感应电压，给准确测量造成严重干扰。通过分析，这些干扰量主要是由静电分量、高频分量和工频分量组成。静电分量是雷云、空间带电粒子等在线路上的感应电势，实测时因感应电荷可经电阻泄放，对测量的影响不大；高频分量主要来自线路上的载波信号，但实测时线路上的载波通道不可能处于工作状态，故该分量也可忽略；工频分量主要来自电感应电势和磁感应电势两部分。线路平行走向或同杆架设时，运行线路的电流产生的磁场将在试验线路上感应出电压，它正比于运行线路的电流和两线路之间的互感，其作用相当于在线路导线上沿纵向串接了一个磁感应电势Em。同时，运行线路的电场通过两线路之间的电容耦合，还会在试验线路上产生电感应电势。这可看作在线路导线对地电容支路中串接了一个等效的电感应电势Ec。因导线的等效对地电容具有很高的容抗，一旦线路一端接地或经试验电源内阻接地，导线上的电感应电势将急剧下降，所以影响测量结果的主要因素是纵向感应电势Em。
消除干扰可以采用以下几项措施：
（1） 测量端尽量远离感应源。
（2） 测量正序参数时，尽可能采用隔离变压器，并把隔离变二次侧的中性点接地，以降低感应电压。也可以把线路末端接地。
（3） 尽可能提高试验电压（电流），降低感应电压（电流）与实测电压（电流）的比值，一般控制在5%以下就可以了。
（4） 當试验电压进一步提高有困难，感应电压（电流） 与外施试验电压（电流）的比值较高时，可以采用电源倒相法来消除感应电压的影响。
4 测试中的注意事项
（1）试验用所有短接、接地和引线都应具有足够的截面，且必须连接牢靠。
（2）对于长线路的测量，要求的电源电压高、容量大，可采用变电站内停电或待投入的变压器作为隔离变压器，试验电源与系统隔离，能防止电源干扰。
（3）对于较短线路进行工频参数测试时，应摘除线路阻波器，避免阻波器电感线圈引起的参数误差。
（4）平行架设的线路，感应电压较高时，为使测量准确，应适当增加试验回路的电流，并将电源倒相进行多次测量，取平均值。
（5）测量输电线路工频参数安全注意事项：防止感应电压伤人。
（6）试验前必须首先了解被测线路的如下情况：线路长度、电压等级、导线型号、同杆架设线路长度、平行线路长度等基本情况。
（7）对于有同杆架设线路或平行线路的， 必须在试验开始前测量线路感应电压值，测量时必须佩戴绝缘手套，穿绝缘靴。
（8）在有感应电压的线路上（同杆架设的双回线路或单回线路与另一线路有平行段）测试时，必须将另一回线路同时停电，方可进行试验，以保证测试工作的安全和测量的准确度。
5 实际测试两例
（1）油田电力集团宏伟电厂进行二期工程扩建，在马鞍山一次变增加110kV Ⅲ段，由宏伟电厂至马鞍山一次变增设的110kV宏马线全长3.258公里，架空线路1.98公里，电缆1.278公里。通过应用该测试仪，采取上面的消除干扰的办法，得到了理想的结果。
（2）友谊一次变电所35kV断东甲、乙线负荷电流严重不平衡，初步判定为两条线路参数不匹配。针对这两条线路进行了参数测试，断东甲线01339正序阻抗为0.635Ω/公里，断东乙线01340正序阻抗为0.930Ω/公里，验证了预测结论的正确。后来，着重针对乙线进行了摘除阻波器和带阻波器的反复测试，试验结果表明阻波器电感线圈对于较短线路直流电阻影响较大，致使负荷电流误差较大。
6 结论
传统的输电线路工频参数测量方法有许多不足之处，“基于首端信息的线路电纳的计算方法”解决了线路电纳的测量难题，有益于电网输电线路工频参数实测率的提高。采用适当方法，可有效消除测试中的干扰因素，获得较为准确的数据。
[参考文献]
[1]《高压电气设备试验方法》（西南电业管理局试验研究所）水利电力出版社，1984年
[2] “输电线路工频参数测量时的感应电压影响及消除”（刘娟 李长益）《电力建设》，2003年第33-34期
[3]“输电线参数测量方法”（周学君） 《广东电力》，1999年，12（6）：16-18