專利名稱：一種基于掃頻法的大型電力設(shè)備阻抗特性的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗特性的測試方法，屬于電カ設(shè)備測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電カ系統(tǒng)中，除了發(fā)電機(jī)外，電カ變壓器、高壓電抗器、高壓電容器等無源設(shè)備，均可用設(shè)備端ロ的阻抗值等效表示。阻抗特性不僅是電カ設(shè)備本身重要的固有參數(shù)，也是電カ系統(tǒng)分析中建立設(shè)備模型的基礎(chǔ)。電カ設(shè)備阻抗特性的準(zhǔn)確測量對于電力系統(tǒng)的仿真分析、電磁暫態(tài)暫態(tài)計(jì)算、故障復(fù)現(xiàn)、設(shè)計(jì)評估等工作和研究具有重要的意義。
目前對于小型設(shè)備阻抗特性的測量，已有比較成熟的方法，可以通過阻抗測量儀直接連接并進(jìn)行測量。而對超、特高壓系統(tǒng)中的大型電カ設(shè)備，如變壓器、電抗器等的阻抗特性，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，目前缺乏固定的測試設(shè)備和實(shí)用的測量方法。首先，大型電カ設(shè)備體積龐大(長、寬、高達(dá)幾十米量級)，待測高壓端與低壓端距離較遠(yuǎn)，設(shè)備端ロ無法直接與阻抗測量儀的測試端連接；其次，測量過程中，由于高頻下存在雜散參數(shù)，連接線的引入和自身參數(shù)的變化都會(huì)對測量結(jié)果造成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測試方法，以克服己有技術(shù)上的上述缺陷，用帶屏蔽層的同軸電纜連接受試設(shè)備端口和阻抗測量儀，通過測量信號源內(nèi)阻與被測設(shè)備的分壓比，以獲得大型電カ設(shè)備的阻抗特性。本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測試方法，包括以下各步驟(I)使被測大型電カ設(shè)備、連接電纜、測量附件、阻抗測量儀和計(jì)算機(jī)根據(jù)測量位置依次擺放；(2)使連接電纜的終端分別短接和開路，在連接電纜的首端用阻抗測量儀分別測量連接電纜的短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zcげ=4Zcs ·L，も=IYco ；(3)使被測大型電カ設(shè)備的高壓端和低壓端通過所述的連接電纜與所述的測量附件連接，并使連接接ロ處通過金屬膠帶和金屬棉填充固定；使測量附件通過連接電纜與所述的阻抗測量儀連接；使阻抗測量儀與所述的計(jì)算機(jī)通過信號線連接；(4)計(jì)算機(jī)根據(jù)阻抗測量儀的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測電カ設(shè)備的阻抗Zt
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I-Ae -卜^其中，Zin為阻抗測量儀的內(nèi)阻杭，L為電纜長度電纜阻杭。
本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測試方法，其優(yōu)點(diǎn)是本測量方法適用于大型電カ設(shè)備的阻抗測試，具有頻帶較寬，精度較高，所受干擾小等特點(diǎn)。測量基于掃頻法，充分利用大型電カ設(shè)備直流阻抗低的特點(diǎn)，提高測量頻率范圍和信號強(qiáng)度，在頻率較高的頻率范圍內(nèi)，可以用較小的正弦信號產(chǎn)生較大的輸出響應(yīng)，以獲得理想的測量精度。其次，本方法將連接線的高頻雜散參數(shù)，通過對固定測量位置的連接電纜參數(shù)的測量和標(biāo)定予以考慮；同時(shí)，本方法考慮了設(shè)備內(nèi)阻、連接電纜阻抗和被測設(shè)備阻抗直接的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)計(jì)算，使測量結(jié)果更加精確。


圖I是本發(fā)明方法的原理圖。其中A為阻抗分析儀，B為連接電纜。Vs、Zin為測量設(shè)備的等效電源和內(nèi)阻，Zc為電纜的自然阻杭，Zk為測量阻杭，Zt為被測電カ設(shè)備的阻抗。 圖2是使用本發(fā)明方法的設(shè)備連接圖。圖2中，I為連接電纜，2為被測大型電カ設(shè)備，3為連接電纜，4為測量附件，5為阻抗測量儀，6為計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測試方法，其原理圖如圖I所示，包括以下各步驟(I)使被測大型電カ設(shè)備2、連接電纜I和3、測量附件4、阻抗測量儀5和計(jì)算機(jī)6根據(jù)測量位置依次擺放；(2)使連接電纜I的終端分別短接和開路，在連接電纜I的首端用阻抗測量儀5分別測量連接電纜I的短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zcび=H ,Ze =PcJYeo ；(3)使被測大型電カ設(shè)備2的高壓端和低壓端與所述的連接電纜I和3連接，并使連接接ロ處通過金屬膠帶和金屬棉填充固定，同時(shí)電纜另一端與所述的測量附件4連接，；使測量附件4通過連接電纜I與阻抗測量儀5連接；使阻抗測量儀5與所述的計(jì)算機(jī)6通過信號線連接，如圖2所示，其中的測量附件與阻抗分析儀相互配套；(4)計(jì)算機(jī)6根據(jù)阻抗測量儀的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測電カ設(shè)備的阻抗Zt
權(quán)利要求
1.ー種基于掃頻法的大型電カ設(shè)備阻抗的測試方法，其特征在于該方法包括以下各步驟 (1)使被測大型電カ設(shè)備、連接電纜、測量附件、阻抗測量儀和計(jì)算機(jī)根據(jù)測量位置依次擺放； (2)使連接電纜的終端分別短接和開路，在連接電纜的首端用阻抗測量儀分別測量連接電纜的短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，根據(jù)短路阻抗Zcs和開路導(dǎo)納Yco，計(jì)算電纜衰減常數(shù)Y和電纜自然阻抗Zc r = ^Zcs-Yco ,Zc /Yi,, ■, (3)使被測大型電カ設(shè)備的高壓端和低壓端通過所述的連接電纜與所述的測量附件連接；使測量附件通過連接電纜與所述的阻抗測量儀連接；使阻抗測量儀與所述的計(jì)算機(jī)通過信號線連接； (4)計(jì)算機(jī)根據(jù)阻抗測量儀的當(dāng)前讀數(shù)Zk與被測大型電カ設(shè)備阻抗Zt存在的以下關(guān)系，計(jì)算得到被測電カ設(shè)備的阻抗Zt ”每) Z11 — Z, Z1 — Z P1 = -，/>7 =-， Zm+Zr - Zt+Zr 其中，Zin為阻抗測量儀的內(nèi)阻杭，L為電纜長度電纜阻杭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于掃頻法的大型電力設(shè)備阻抗特性測試方法，屬于電力設(shè)備測量技術(shù)領(lǐng)域。本方法適用于大型電力設(shè)備的阻抗測試，通過測量信號源內(nèi)阻與被測設(shè)備的分壓比，以獲得外電路的阻抗特性，具有頻帶較寬，精度較高，所受干擾小等特點(diǎn)。本方法的測量過程包含設(shè)備連接、電纜參數(shù)標(biāo)定、阻抗測量和后處理計(jì)算等四個(gè)步驟；測量考慮了儀器內(nèi)阻和電纜阻抗，通過波過程理論，從測量阻抗反推出受試設(shè)備特征阻抗；測量系統(tǒng)包括阻抗分析儀、測量工具包和同軸電纜等。本發(fā)明方法降低了測試干擾和引入的誤差，提高了阻抗的測量精度。
文檔編號G01R27/02GK102707147SQ20121020912
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者何金良, 余占清, 傅闖, 莊池杰, 張曉 , 曾嶸, 羅兵, 蔡漢生, 陳喜鵬 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)