一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法

摘要

本发明公开了一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法，包括针对由k1+1个杆塔分为k1个直线段P1～Pk1的架空线l1、由k2+1个杆塔分为k2个直线段Q1～Qk2的架空线l2，获取架空线l1、架空线l2之间的接地阻抗测量值Z；根据式(1)计算架空线l1、架空线l2的引线之间的互感M，根据Z′＝Z‑M计算得到校正后的接地阻抗Z′。本发明从理论上推导确定了利用架空线进行接地测量时任意线路互感理论模型，根据任意线路互感理论模型计算互感M，根据Z′＝Z‑M计算得到校正后的接地阻抗Z′，从而有效解决了目前利用架空线测量接地阻抗的线路互感校正的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及接地阻抗测量技术领域，具体涉及一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法，用于利用两条长距离架空线路测量大型接地装置接地阻抗对测量结果实施互感校正。

背景技术

在我国电力行标DL/T 475《接地装置特性参数测量导则》中明确提到了利用架空线路做电流线和电压线测量超大型接地装置接地阻抗的有效性。一方面，利用已有的输电线路作为测量引线可极大减少大型接地装置接地测量时的布线工作量从而有效地加快测量进度；另一方面，利用电力线路的优良导通特性可大大降低测量回路的阻抗，有效避免了人工布线时电流引线截面积不足导致电流回路阻抗过大的问题，从而有效提高测量电流大小和测量过程中的信号噪声比率(信噪比)。利用架空线测量接地阻抗还避免了人工放线的断线和触电风险，可有效减少巡线工作量。我国部分的大型水利枢纽工程的接地阻抗测量使用架空线路进行，如三峡电厂和龙滩电厂，但在后期处理数据时遇到了线路互感校正的问题，即需要将测量结果中的线路互感分量剔除以保证测量结果的准确性。

大型接地装置的接地阻抗分为阻性分量和感性分量两大部分。若使用架空线路进行测量，测量结果中会叠加线路互感分量从而影响接地阻抗测量结果的准确性。在传统的过电压分析领域，由于同一档距线路的三相导线与避雷线之间的互感远大于邻近线路之前的互感，所以不同线路之间的互感往往是忽略不计的。使用架空线路作为电流测量引线和电压测量引线的情况下，线路间的零序互感问题较为复杂，目前并没有有效的计算方法可供借鉴。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法，针对目前利用架空线测量接地阻抗的线路互感校正存在的困难，本发明从理论上推导确定了利用架空线进行接地测量时任意线路互感理论模型，根据任意线路互感理论模型计算架空线l

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法，包括：

1)针对由k

2)根据式(1)计算架空线l

式(1)中，M为架空线l

式(2)中，D为距离函数，D(dP

可选地，考虑地中回流影响的修正项Δ

式(3)中，χ(λ)为大地影响的修正量函数，λ为积分变量，z

式(4)中，λ为积分变量，ω为角频率，ε为空气介电常数，μ为大地和空气的磁导率，σ为等效大地电导率，j为虚数单位，ε

可选地，步骤2)中根据式(1)计算架空线l

2.1)输入直线段P

2.2)根据直线段P

2.3)按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

2.4)将分段变量k加1；

2.5)使用二分法分别将直线段P

2.6)按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

2.7)判断当前计算得到的互感M

可选地，所述将直线段P

式(5)中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为大地和空气的磁导率，θ

可选地，所述按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

式(6)中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为大地和空气的磁导率，θ

可选地，微元dP

式(7)中，D为距离函数，D(dP

式(8)中，χ(λ)为大地影响的修正量函数，λ为积分变量，z

X(β)＝X

式(9)中，X

可选地，所述按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

式(10)中，Δ(β

此外，本发明还提供一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正系统，包括：

接地阻抗测量值输入程序单元，用于针对由k

互感计算及修正程序单元，用于根据式(1)计算架空线l

式(1)中，M为架空线l

式(2)中，D为距离函数，D(dP

此外，本发明还提供一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行所述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的计算机程序。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的计算机程序。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：针对目前利用架空线测量接地阻抗的线路互感校正存在的困难，本发明从理论上推导确定了利用架空线进行接地测量时任意线路互感理论模型，根据任意线路互感理论模型计算架空线l

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例中任意直线段P

图3为本发明实施例中Gauss-Legendre数值积分求解方法流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如图1所示，本实施例架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法包括：

1)针对由k

2)根据式(1)计算架空线l

式(1)中，M为架空线l

式(2)中，D为距离函数，D(dP

考虑地中回流影响的修正项Δ

式(3)中，χ(λ)为大地影响的修正量函数，λ为积分变量，z

式(4)中，λ为积分变量，ω为角频率，ε为空气介电常数，μ为大地和空气的磁导率，σ为等效大地电导率，j为虚数单位，ε

为避免将式(3)代入式(1)就会出现三重积分的情况，且式(3)形式的无穷积分不存在解析解，本发明采用数值计算的方法来求解式(1)。如图3所示，本实施例步骤2)中根据式(1)计算架空线l

2.1)输入直线段P

2.2)根据直线段P

2.3)按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

2.4)将分段变量k加1；

2.5)使用二分法分别将直线段P

2.6)按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

2.7)判断当前计算得到的互感M

作为一种可选的实施方式，本实施例中将直线段P

式(5)中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为大地和空气的磁导率，θ

本实施例中，针对式(5)，按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

式(6)中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为大地和空气的磁导率，θ

表1：19点Gauss-Legendre数值积分的系数表。

本实施例中微元dP

式(7)中，D为距离函数，D(dP

式(8)中，χ(λ)为大地影响的修正量函数，λ为积分变量，z

X(β)＝X

式(9)中，X

式(8)可根据需要选择其具体求解方式。例如作为一种可选的实施方式，本实施例中按19点Gauss-Legendre数值积分公式求解将直线段P

式(10)中，Δ(β

表2：167点线性滤波法的权重系数表.

此外，与本实施例架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法完全对应，本实施例还提供一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正系统，包括：

接地阻抗测量值输入程序单元，用于针对由k

互感计算及修正程序单元，用于根据式(1)计算架空线l

式(1)中，M为架空线l

式(2)中，D为距离函数，D(dP

本实施例中具体选取某500kV大型水电站(接地装置对角线长度约为2.5km)，利用其两条500kV架空线线路测量接地阻抗，线路各级杆塔的经纬度坐标见表3和表4，末端杆塔的经纬度坐标近似地作为电流极和电压极的位置。测量时断开了所有测量线路的避雷线以避免其对测量结果的影响。C2～C5和P2～P5的数据相同表示两条线路在过江段使用同塔双回形式，电压/电流线路其余杆塔均为直立塔。电压线路的电流引线选用线路的C相，过江段高度43m，直立塔段高度23m；电压线路的电流引线选用线路的A相，电流线路过江段高度66m，直立塔段高度23m；直立塔段中，电压线/电流线距离杆塔中心线8m，两者为最大距离的布置形式；电压线与电流线在过江段的水平距离为20m。测量段内两线路均不换相。

表3：电流线路的杆塔经纬度坐标。

表4：电压线路的杆塔经纬度坐标。

在计算过程中，取角频率为ω＝100π，空气介电常数为ε＝10

式(11)中，θ＝(y

点(x

式(12)中，θ＝(y

因此，点(x

最终，计算在工频情况下取大地电阻率100Ω·m时线路的互感M为：

M＝0.3749+j 1.2164Ω

采用异频法进行接地阻抗的测量，测量结果折算至工频为0.425+j1.251Ω，电站的分流系数实测值为41.33％，计算得到去除互感M情况下的电站接地阻抗实部R和虚部X分别为：

因此，校正后的接地阻抗Z′大小为0.151Ω，阻抗角为33.57°。该校正结果与电站的设计值0.16∠28.30°Ω比较一致。

此外，本实施例还提供一种架空线测量接地阻抗的线路互感校正系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的步骤，或者该存储器中存储有被编程或配置以执行前述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述架空线测量接地阻抗的线路互感校正方法的计算机程序。

需要说明的是，本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。