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輸電線路工頻參數的測量方法

十測量互感阻抗

在兩回平行的線路中，若其中一回線路中通過不對稱短路電流，則由于互感作用，另一回線路將有感應電壓或電流，中試控股有可能使繼電保護誤動作。因此，必須考慮互感的影響，測量平衡線路互感的接線如圖10所示。

圖10：測量平行線路互感的接線圖

測量時，將1、2兩回線路的始末端三相各自短路，并將末端接地。在其中一回線路加試驗電壓，并測量電流，在另一回線路用高內阻的電壓表測量感應電壓，并利用測得數值按下式計算互感參數

互感阻抗Zm（Ω） Zm＝U／I

互感M（H） M＝Zm／2πf

式中I一加壓線路電流(A)；

U一非加壓線路的感應電壓(V)；

f—測量電源的頻率(Hz)。

試驗電壓按線路長短而定，一般從幾百伏到幾千伏。電流、電壓回路的接地，應接于不同的地網。

同一回線路相間互感也可用此法測量，即將三相中的兩相始末端短路，且末端接地，在始端加壓，另一相末端接地，始端測量感應電壓及試驗回路的電流，即可按上式求得相間互感。

在測量雙回輸電線路間的互感時，由于線路上經常存在較大干擾電壓，非加壓線路上測得的電壓為感應電壓與干擾電壓的疊加，測量時必須排除干擾的影響，才能獲得準確的結果。在現場試驗中通過對試驗電源倒相，可達到消除干擾電壓對測量結果影響的目的，即在圖10中1回線路不加壓的情況下，先測量2回線路上的干擾電壓U0，然后向l回線路加壓，并讀取電流I1和2回線路始端對地電壓U1；切掉電源，將電源倒相后再次加壓，當電流達I1值后，測量2回線路始端對地電壓值U2。

排除干擾后的感應電壓Um按下式計算

Um＝√[（U12＋U22）/2－U02]

互感抗Zm（H）為Zm＝Um／I1

新建高壓輸電線路再投入運行之前，除了檢查線路絕緣情況、核對相位外，還應測量各種工頻參數值，作為計算系統短路電流、繼電保護整定、推算潮流分布和選擇合理運行方式等工作的實際依據。

本文為大家詳細介紹工頻線路一些參數的測量方法。注：本文討論的線路參數均指三相導線的平均值，即按三相線路通過換位后獲得完全對稱。對不換位線路，因其不對程度較小，也可以近似地試用。

一測量線路各相的絕緣電阻

測量絕緣電阻，是為了檢查線路絕緣狀況，以及有無接地或相間短路等缺陷。中試控股一般應在沿線天氣良好情況下（不能在雷雨天氣）進行測量。首先將被測線路三相對地短接，以釋放線路電容積累的靜電荷，從而保證人身和設備安全。

測量時，應拆除三相對地的短路接地線，然后測量各相對地是否還有感應電壓（測量表計用高內阻電壓表，好用靜電電壓表），若還有感應電壓，應采取措施消除，以保證測試工作的安全和測量結果的準確。

測量線路的絕緣電阻時，應確知線路上無人工作，中試控股并得到現場指揮允許工作的命令后，將非測量的兩相短路接地，用2500 - 5000V兆歐表，輪流測量每一相對其他兩相及地間的絕緣電阻。若線路長，電容量較大時，應在讀取絕緣電阻值后，先拆去接于兆歐表L端子上的測量導線，再停兆歐表，以免反充電損壞兆歐表。測量結束后應對線路進行放電。測量線路各相絕緣電阻接線圖如圖1所示。

圖1：測量線路各相絕緣電阻接線圖

二核對相位

通常對新建線路，應核對其兩端相位是否一致，以免由于線路兩側相位不一致，在投入運行時造成短路事故。

核對相位的方法很多，中試控股一般用兆歐表和指示燈法。指示燈法又分干電池和工頻低壓電源兩種。

1．兆歐表法

圖2是用兆歐表核對相位的接線圖。

圖2：用兆歐表核對相位接線圖

在線路的始端一相接兆歐表的L端，而兆歐表的E端接地，在線路末端逐相接地測量；若兆歐表的指示為零，則表示末端接地相與始端測量相同屬于一相。按此方法，定出線路始、末兩端的A、B、C相。

2．指示燈法

指示燈法是將圖2中兆歐表換成電源和和指示燈串聯測量，若指示燈亮．則表示始、末兩端同屬于一相，但應注意感應電壓的影響，以免造成誤判斷。

三測量直流電阻

測量直流電阻是為了檢查輸電線路的連接情況和導線質量是否符合要求。

根據線路的長度、導線的型號和截面，初步估計線路電阻值，以便選擇適當的測量方法和電源電壓。一般采用較簡單的電流、電壓表法測量，尤其對有感應電壓的線路更為必要。此外，也可用單臂電橋測量。中試控股電流電壓表法常用來測量較長的線路，電源可直接用變電所內的蓄電池。但要注意，不能影響開關和繼電保護可靠動作。

測量時，先將線路始端接地，然后末端三相短路。短路連接應牢靠，短路線要有足夠的截面。待始端測量接線接好后，拆除始端的接地進行測量，原理接線如圖3所示。

圖3：電流電壓表法測量線路直流電阻接線圖

PA—直流電流表；PV—直流電壓表

逐次測量AB、BC和CA相，井記錄電壓值、電流值和當時線路兩端氣溫。連續測量三次，取其算術平均值，并由以下各式計算每兩相導線的串聯電阻（如果用電橋測量，能直接測出兩相導線的串聯電阻值）。

AB相 RAB＝UAB／IAB

BC相 RBC＝UBC／IBC

CA相 RCA＝UCA／ICA

然后換算成20℃時的相電阻，換算方法如下

Ra＝（RAB＋RCA－RBC）／2

Rb＝(RAB＋TBC－RCA) ／2

Rc＝(RBC＋RCA－RAB) ／2

并按線路長度折算為每千米的電阻。

四測量正序阻抗

圖4：中試控股測量正序阻抗接線圖

如圖4所示，將線路末端三相短路（短路線應有足夠的截面，且連接牢靠），在線路始端加三相工頻電源，分別測量各相的電流、三相的線電壓和三相總功率。按測得的電壓、電流取三個數的算術平均值，功率取PW1及PW2的代數和（用低功率因數功率表），并按下式計算線路每相每千米的正序參數。

正序阻抗Z1（Ω/km）Z1＝Uav／√3Iav×1／L

正序電阻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—三相總功率，即P＝P1＋ P2 (W)；

Uav—三相線電壓平均值(v)；

Iav—三相電流平均值(A)；

L—線路長度(km)；

f—測量電源的頻率(Hz)。

試驗電源電壓和容易應接線路長度和試驗設備來選擇，以免由于電流過小引起較大的測量誤差。

五測量零序阻抗

測量零序阻抗接線如圖5所示，測量時將線路末端三相短路接地，始端三相短路接單相交流電源。

圖5：測量零序阻抗接線圖

根據測得的電流、電壓及功率，按下式計算出每相每千米的零序參數。

零序阻抗Z0（Ω/km）Z0＝3U／I×1／L

零序電阻R（Ω/km）R0＝3P／I2×1／L

零序電抗X0（Ω/km）X0＝√（Z02－R02）

零序電感L1（H/km）L1＝X0／2πf

式中P—所測功率 (W)；

U、I—試驗電壓(v)和電流（A）；

L—線路長度(km)；

f—試驗電源的頻率(Hz)。

中試控股試驗電源電壓對同一線路來說，可略低于測量正序阻抗時的電壓；電流不宜過小，以減小測量誤差。

六測量正序電容

測量線路正序電容時，線路末端開路，首端加三相電源，兩端均用電壓互感器測量三相電壓，測量接線見圖6。在計算正序參數時，電壓取始末端三相的平均值，電流也取三相的平均值，功率取兩功率表的代數和（用低功率因數功率表測量），并按下列各式計算每相每千米線路對地的正序參數。

圖6：測量正序電容接線圖

正序導納y1（S/km）y1＝√3Iav ／Uav×1／L

正序電導g1（S/km）g1＝P／Uav2×1／L

正序電納b1（S/km）bX1＝√（y12－y12）

零序電容C1（μF/km）C1＝（b1／2πf）×106

式中P—三相損耗總功率 (W)；

Uav—始末端三相線電壓平均值(v)；

Iav—三相電流平均值(A)；

L—線路長度(km)；

f—測量電源的頻率(Hz)。

試驗電壓不宜太低，通常用200V及以上電壓進行測量。測量時應用不低于1級的高壓電壓互感器和電流互感器，接入二次側的表計準確度不低于0.5級。

七測量零序電容

中試控股測量零序電容接線圖如圖7所示。

圖7：測量零序電容的接線圖

將線路末端開路，始端三相短路施加單相電源，在始端測量三相的電流，并測量始末端電壓的算術平均值。每相導線每千米的平均對地零序參數可按以下各式求得

零序導納y0（S/km）y0＝1／3Uav×1／L

零序電導g0（S/km）g0＝P／3Uav2×1／L

零序電納b0（S/km）b0＝√（y02－g02）

零序電容C0（μF/km）C0＝（b0／2πf）×106

式中P—三相的零序損耗總功率 (W)；

Uav—始末端三相線電壓平均值(V)；

I—三相零序電流之和(A)；

L—線路長度(km)；

f—測量電源的頻率(Hz)。

八計算相間電容C12

利用前面測得的正序電容C1及零序電容C0，即可計算出相間電容C2。線路在三相對稱電壓作用下，各相對地等值電容即是正序電容C1。對正序而言，三相電流之和為零，負載的等值中性點與導線對地電容（即零序電容）中性點連在一起，其等值電路如圖8所示。

圖8：中試控股線路在三相對稱電壓做與用下的等值電容

由圖8得各相間等值電容C12為

C1＝3C12＋C0

所以C12＝1／3（C1－C0）

將前面測得的C1及C0代入上式便得

C12＝1／3（b1／2πf×106－b0／2πf×106）

＝（b1－b0）÷6πf×106（μF／km）

九測量耦合電容

對于兩條平行的線路，當一條線路發生故障時，通過電容傳遞的過電壓可能危及另一線路的所在系統的安全；當分析電容傳遞過電壓時，需用到兩條線路之間的耦合電容，測量原理接線如圖9所示。

圖9：測量線路耦合電容接線圖

測量時將線路1、2各自三相始端短路，并對線路1加壓，線路2經電流表接地，讀取電流、電壓值，然后按下式計算耦合電容Cm (μF)，即

Cm＝1／2πfU×106

適中U—測量電壓（V）

I—測量回路的電流（A）

f—測量電源的頻率（Hz）