11[1].輸電線路試驗與測量_圖文

1、 輸電線路試驗與測量方瑞明 博士 /教授 Email:fangrm 新建高壓輸電線路在投入運行之前,除了檢查線路絕緣情況、核對相位 外,還應(yīng)測量各種工頻參數(shù)值,作為計算系統(tǒng)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(jù)。一般應(yīng)測的參數(shù) 有直流電阻 R 、正序阻抗 Z1、零序阻抗 Z0、相間電容 C12、正序電容 C1和零序電容 C0。對于同桿架設(shè)的多回路或距離較近、平行段較長的線路,還需測量耦合 電容 Cm 和互感阻抗 Zm 。測量參數(shù)前,應(yīng)收集線路的有關(guān)設(shè)計資料,如線路名稱、電壓等級、線 路長度、桿塔型式、導(dǎo)線型號和截面等,了解線路電氣參數(shù)設(shè)計值,并 根據(jù)這些資料和

2、現(xiàn)場情況做出測試方案。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法1、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。一般應(yīng)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(shè)備安全。測量時,應(yīng)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(yīng)電壓 (測量表計用高內(nèi)阻電壓表,最好用靜電電壓表 ,若還有感應(yīng)電 壓,應(yīng)采取措施消除,以保證測試工作的安全和測量結(jié)果的準(zhǔn)確。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法1、測量線路各相的絕緣電阻測量線路的絕緣電阻時,應(yīng)確知線路上無人工作,

3、并得到現(xiàn)場指揮允許 工作的命令后,將非測量的兩相短路接地,用 25005000V 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(yīng)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(dǎo)線, 再停兆歐表,以免反充電損壞兆歐表。測量結(jié)束后應(yīng)對線路進行放電。 測量線路各相絕緣電阻接線圖如圖所示 。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法2、核對相位通常對新建線路,應(yīng)核對其兩端相位是否一致,以免由于線路兩側(cè)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,一般用兆 歐表和指示燈法。指示燈法又分于電池和工頻低壓電源兩種。1 兆歐表法下圖是用兆歐表核對相位的

4、接線 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。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法2、核對相位2 指示燈法指示燈法是將上頁圖中兆歐表換成電源和指示燈串聯(lián)測量,若指示燈亮:則表示始、 末兩端同屬于一相,但應(yīng)注意感應(yīng)電壓的影響,以免造成 誤判斷。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法3、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(dǎo)線質(zhì)量是否符合要求。 根據(jù)線路的長度、導(dǎo)線的型號和截面,初步估計線路電阻值,以便選擇

5、適當(dāng)?shù)臏y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(yīng)電壓的線路更為必要。此外,也可用單臂電橋測量。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(nèi)的蓄電池。但 要注意,不能影響開關(guān)和繼電保護可靠動作。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法3、測量直流電阻測量時,先將線路始端接地,然后末端三相短路。短路連接應(yīng)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,原理接線如下圖所示。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法3、測量直流電阻逐次測量 AB 、 BC 和 CA 相,并記錄電壓值、電流值和當(dāng)時線路兩端氣溫。 連續(xù)測量三次,取其算

6、術(shù)平均值,并由以下各式計算每兩相導(dǎo)線的串聯(lián) 電阻 (如果用電橋測量,能直接測出兩相導(dǎo)線的串聯(lián)電阻值 。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法3、測量直流電阻然后換算成 20C 時相電阻,換算公式如下:1. 輸電線路工頻參數(shù)測量并按線路長度折算為每千米的電阻。 一、測試方法4、測量正序阻抗如圖所示,將線路末端三相短路 (短路線應(yīng)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。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法 4、測量正序阻抗按測得的電壓、電流取三個數(shù)的算術(shù)平均值,功率取 PWl 及 PW2的代數(shù)和 (用低功率因數(shù)功率表 ,并按下式

7、計算線路每相每千米的正序參數(shù) 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量試驗電源電壓和容易應(yīng)按線路長度和試驗設(shè)備來選擇,以免由于電流過小 引起較大的測量誤差。 一、測試方法5、測量零序阻抗測量零序阻抗接線如圖所示,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。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法5、測量零序阻抗根據(jù)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(shù)1. 輸電線路工頻參數(shù)測量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。 一、測試方法6、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

8、壓,測量接線見圖。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量一、測試方法6、測量正序電容在計算正序參數(shù)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(shù)和 (用低功率因數(shù)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(shù) 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量試驗電壓不宜太低,通常用 200V 及以上電壓進行測量。測量時應(yīng)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(cè)的表計準(zhǔn)確度不低于 0.5級。 一、測試方法7、測量零序電容測量零序電容接線圖如圖所示1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法7、測量零序電容將線路末端開路,始端三相短路施加單相電源,在始端測量三相的電流, 并測

9、量始末端電壓的算術(shù)平均值。每相導(dǎo)線每千米的平均對地零序參數(shù) 可以下各式求得1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法8、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 C23。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(fù)載的等值中性點與導(dǎo)線對地電容 (即零序電 容 中性點連在一起,其等值電路如圖所示。 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 由圖得各相間等值電容 C12 為 一、測試方法9、測量耦合電容對于兩條平行的線路,當(dāng)一條線路發(fā)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(tǒng)的安全;當(dāng)分析電容傳遞過電

10、壓時,需用 到兩條線路之間的耦合電容,測量原理接線如圖所示。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法9、測量耦合電容測量時將線路 1、 2各自三相始端短路,并對線路 1加壓,線路 2經(jīng)電流表接 地,讀取電流、電壓值,然后按下式計算耦合電容 Cm(F ,即1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 試驗電源電壓值視線路平行長度而言,一般不低于 10kV 。 一、測試方法10、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(yīng)電壓或電流,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所示。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法

11、10、測量互感阻抗測量時,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(nèi)阻的電壓表 測量感應(yīng)電壓,并利用測得數(shù)值按下式計算互感參數(shù):1. 輸電線路工頻參數(shù)測量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(yīng)接于不同的地網(wǎng)。 一、測試方法10、測量互感阻抗同一回線路相問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(yīng)電壓及試驗回路的電 流,即可按上頁式求得相間互感。在測量雙回輸電線路間的互感時,由于線路上經(jīng)常存在較大干擾電壓,非加 壓線路上測得的電壓為

12、感應(yīng)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(zhǔn)確的結(jié)果。在現(xiàn)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(jié)果影響的目的,即在圖中 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 1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(dāng)電流達 I1值后, 測量 2回線路始端對地電壓值 U2。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 一、測試方法10、測量互感阻抗 排除干擾后的感應(yīng)電壓 Um 按下式計算 1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 二、參數(shù)測量中的注意事項(1試驗電源的選取:通常在線路參數(shù)的測量中采用大容量的三相調(diào)壓器

13、30kVA 以上 或 400V/10kV的配電變壓器作試驗電源。試驗電源與系統(tǒng)隔離,基本上能防止電源干擾。 試驗中測量用 TA 、 TV 選用 1級以上,電流表、電壓表、功率表選用 0.5級及 以上的表計。對長距離輸電線路,在測量電抗時,應(yīng)在末端加接電流表,取始末端電流的 平均值;測量電容時,應(yīng)在末端加接電壓表,取始末端電壓的平均值。這 樣,測得的結(jié)果基本上可以滿足工程上對準(zhǔn)確度的要求。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 二、參數(shù)測量中的注意事項(2平行線路的測量當(dāng)線路間存在著感應(yīng)干擾電壓時,有時可達幾十伏,通常試驗電壓在 380V 左右,三相線路零序阻抗與正序阻抗的測量將產(chǎn)生嚴(yán)重誤差。隨著試驗電壓、

14、 電流的增大,測量值的誤差相對較小,但這樣勢必要求調(diào)壓器等試驗電源的 容量增大,給現(xiàn)場試驗造成不便與困難。在實踐中,常利用三相電源分別作 為試驗電壓,并改變?nèi)嘣囼炿娫聪嘈虻姆椒?運用推導(dǎo)的公式進行計算, 得到準(zhǔn)確的試驗結(jié)果。(3試驗接線工作必須在被試線路接地的情況下進行,防止感應(yīng)電壓觸電。 所有短路、接地和引線都應(yīng)有足夠的截面,且必須連接牢靠。測試組織工作 要嚴(yán)密,通信順暢,以保證測試工作安全順利地進行。1. 輸電線路工頻參數(shù)測量 母線、引線或架空輸電線的接頭,應(yīng)按有關(guān)規(guī)程進行連接。 若在交接時或運行中需要進行質(zhì)量檢查時,應(yīng)作交流或直流的 接頭電阻比試驗,或在額定電流下做溫升試驗。一、接頭電

15、阻比試驗測量電阻比通常采用交流或直流電壓降法比較方便。1.直流電壓降法 用直流法測量接頭電阻比的試驗接線如圖所示。 2. 導(dǎo)線接頭試驗 一、接頭電阻比試驗1.直流電壓降法在導(dǎo)線上取 AB 的長度和接頭 CD 的長度相等,所用表計應(yīng)為 0.5級。測量時為 了防止毫伏表損壞,應(yīng)先接通電流后再接人毫伏表。斷電源時的順序則相反。 接線時,應(yīng)使電流回路的連接線遠(yuǎn)離電壓測量點,避免給測量電壓造成誤差。 測得的接頭電阻值不應(yīng)大于等長的導(dǎo)線電阻值,并要求檔距內(nèi)導(dǎo)線接頭的機 械強度應(yīng)不小于導(dǎo)線抗拉強度的 90%。2. 導(dǎo)線接頭試驗 一、接頭電阻比試驗2.交流法用交流法測量接頭電阻比試驗接線如圖所示。 2. 導(dǎo)線

16、接頭試驗 一、接頭電阻比試驗2.交流法在變電所采用交流法測量接頭電阻時,還可用大電流發(fā)生器作電源進行,其 接線如圖所示。 大電流發(fā)生器的輸出電流約為 0.61lA ,電壓為 46V ,容 量為 46kVA 。2. 導(dǎo)線接頭試驗 一、接頭電阻比試驗2.交流法對于容量較大的變電所,可采用輸出電流為 510kA ,電壓為 6V ,容量為 30kVA(或更大容量 的大電流發(fā)生器。試驗時與接頭連接的導(dǎo)線截面應(yīng)足夠,連接要牢固。通電流后先用溫度計檢 查各接頭的發(fā)熱狀態(tài),選其溫度較高者進行接頭電阻測量。用交流法測量接頭電阻時,由于測量回路的電感和大電流發(fā)生器繞組磁場的 影響,可能引起較大的誤差,因此需提高整

17、流型毫伏表測得的電壓值,以減 小測量誤差。2. 導(dǎo)線接頭試驗 一、接頭電阻比試驗2.交流法測量時,采用小截面的導(dǎo)線作電壓引線比用大截面的導(dǎo)線誤差小,這是因為 小截面導(dǎo)線的電阻大,電抗分量的影響相對較小。在交流下測量接頭電壓降的回路中,若測量引線圍繞的面積越大,則測量的 接頭電阻的誤差也越大。為了減小其誤差要盡量減小測量電壓回路圍繞的面 積,應(yīng)將電壓的引線扭繞,并在接頭兩側(cè)圓周的不同點進行測量,以便互相 比較判斷接頭質(zhì)量 。2. 導(dǎo)線接頭試驗 二、接頭溫升試驗對接頭做溫升試驗,可按交流電壓降法接線。通往額定電流后,測量接頭和環(huán)境的溫度,銅、鋁導(dǎo)線的容許溫升各以 70 和 60 (包括銅鋁過渡接頭 為限。測量接頭溫度過去采用點溫計或酒精溫度計,并將其測量端頭緊貼導(dǎo)線接 頭,外面敷以石棉泥或其他絕熱保溫材料,然后用耐溫帶包扎加固,以防止 脫落。 目前測量溫度已采用結(jié)構(gòu)小巧的無觸點溫度測量儀器,例如便攜式紅外測溫 儀。2. 導(dǎo)線接頭試驗 一、接地電阻試驗隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的擴大,各種微機監(jiān)控 設(shè)備的普遍應(yīng)用,人們對接地的要求越來越高,而接地好壞 的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,就是接地裝置的接地電阻大小。目前的各 種接地電阻測量方法,主要是為了測量工頻接地電阻而采用 的,是為了提高測量和計算的精度,或消除和降低測