[发明专利]单相架空输电线路相电压测量方法

说明书

一种单相架空输电线路相电压的测量方法，利用空间电容分压原理，将线路与大地视为一个大电容对其进行分压测量，以空气作为绝缘介质。根据导线对地的分布电容及传感器与导线之间的分布电容，建立集中参数等效电路，构建了线路电压测量模型，并分析了在实际应用中线路高度变化对测量没有影响。该相电压测量方法能获得稳定的分压比，实现非接触式的输电线路相电压测量，适用于配网分布式装置的要求，优于现有电压测量方案。

技术领域

本发明涉及一种应用于架空线分布式电压传感器中的单相架空输电线路相电压的测量方法。

背景技术

随着我国电力工业水平的不断发展，建设坚强的智能电网成为未来的发展方向。目前我国配电网线路量大面广线长，所处环境复杂、故障率高，开发低成本分布式监测装置，实现对配网运行状态的实时在线监测与故障定位对实现配电网高效经济运行具有重大意义。

对配网架空线路相电压的分布式准确测量是一个难点。目前广泛使用的电压传感器主要有电磁式(PT)、电容式(CVT)电压互感器、光学电压传感器等。光学电压传感器稳定性问题尚未很好解决，需要高精度加工工艺和粘接工艺，尚未在电力互感器中得到大规模应用。传统PT容量较小、成本高、绝缘结构复杂、存在铁磁谐振现象、有漏感分布电容等因素的影响，渐渐不适应如今电网的需求。CVT主要应用于330kV以上电网，体积大，造价昂贵，不易安装，无法满足低成本分布式装置的要求。因此建立一种适用于配网分布式装置的相电压测量方法，构建一个统一有效的测量模型并论证其有效性显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的适用于小型化分布式装置的单相架空输电线路相电压的测量方法，克服现有PT、CVT、光学电压传感器的不足，具有高测量精度。其将输电线路与大地视为电压两级，将一具有上下极板的平行板电容器作为采样电容置于其中，充分考虑两块极板对电压两级的杂散电容，建立集中参数等效电路，并以此分析空间中其他产生杂散电容的因素对电压测量的影响，提出该方法适用的测量环境。

本发明的技术解决方案如下：

一种单相架空输电线路相电压测量方法，包括以下步骤：

1)将分布式电压传感器置于架空输电导线上。利用空间电容分压原理，将线路与大地视为一个大电容对其进行分压测量，以空气作为绝缘介质，根据导线对地的分布电容及传感器与导线之间的分布电容，构建了线路电压测量模型，如图1所示。测量得到采样电容上电压值为ΔU，并输入至后台计算机。

2)所选取的采样电容C需比杂散电容大4个数量级以上，一般为nF～μF级别

3)其采样电容上的电压与线路相电压的分压比可以建立以下方程：

其中C_h1，C_h2为两极板到高压导线的电容，C_g1、C_g2为两极板到大地的电容，C为两极板之间的采样电容的容值，U为待测线路电压值。

4)通过ΔU及分压比计算即可反推得到线路电压。所述分压比在实际配网线路安装环境中，线路高度变化对分压比没有影响。

本发明由于采用了以上技术方案，利用空间电容分压原理，将线路与大地视为一个大电容对其进行分压测量，以空气作为绝缘介质。根据导线对地的分布电容及传感器与导线之间的分布电容，构建了线路电压测量模型，并分析了在实际应用中线路高度变化对测量没有影响，该相电压测量方法能获得稳定的分压比，实现非接触式的输电线路相电压测量，优于现有方案。

附图说明

图1是本发明的两极板相电压测量模型图。

图2是本发明的输电线路等值电容计算模型图。

图3是本发明实例的电压传感器工作框图