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专利名称：一种基于扫频法的大型电力设备阻抗特性的测试方法
技术领域：
本发明涉及ー种基于扫频法的大型电カ设备阻抗特性的测试方法，属于电カ设备測量技术领域。
背景技术：
在电カ系统中，除了发电机外，电カ变压器、高压电抗器、高压电容器等无源设备，均可用设备端ロ的阻抗值等效表示。阻抗特性不仅是电カ设备本身重要的固有參数，也是电カ系统分析中建立设备模型的基础。电カ设备阻抗特性的准确测量对于电力系统的仿真分析、电磁暂态暂态计算、故障复现、设计评估等工作和研究具有重要的意义。
目前对于小型设备阻抗特性的測量，已有比较成熟的方法，可以通过阻抗测量仪直接连接并进行测量。而对超、特高压系统中的大型电カ设备，如变压器、电抗器等的阻抗特性，由于其结构的特殊性，目前缺乏固定的测试设备和实用的測量方法。首先，大型电カ设备体积庞大(长、宽、高达几十米量级)，待测高压端与低压端距离较远，设备端ロ无法直接与阻抗测量仪的测试端连接；其次，测量过程中，由于高频下存在杂散參数，连接线的引入和自身參数的变化都会对测量结果造成一定的影响。

发明内容
本发明的目的是提出ー种基于扫频法的大型电カ设备阻抗的测试方法，以克服己有技术上的上述缺陷，用带屏蔽层的同轴电缆连接受试设备端口和阻抗测量仪，通过测量信号源内阻与被测设备的分压比，以获得大型电カ设备的阻抗特性。本发明提出的基于扫频法的大型电カ设备阻抗的测试方法，包括以下各步骤(I)使被测大型电カ设备、连接电缆、測量附件、阻抗测量仪和计算机根据测量位置依次摆放；(2)使连接电缆的终端分别短接和开路，在连接电缆的首端用阻抗测量仪分别测量连接电缆的短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，根据短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，计算电缆衰减常数Y和电缆自然阻抗Zcげ=4Zcs ·L，も=IYco ；(3)使被测大型电カ设备的高压端和低压端通过所述的连接电缆与所述的测量附件连接，并使连接接ロ处通过金属胶带和金属棉填充固定；使测量附件通过连接电缆与所述的阻抗测量仪连接；使阻抗测量仪与所述的计算机通过信号线连接；(4)计算机根据阻抗测量仪的当前读数Zk与被测大型电カ设备阻抗Zt存在的以下关系，计算得到被测电カ设备的阻抗Zt
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I-Ae -卜^其中，Zin为阻抗测量仪的内阻杭，L为电缆长度电缆阻杭。
本发明提出的基于扫频法的大型电カ设备阻抗的测试方法，其优点是本測量方法适用于大型电カ设备的阻抗测试，具有频带较宽，精度较高，所受干扰小等特点。測量基于扫频法，充分利用大型电カ设备直流阻抗低的特点，提高测量频率范围和信号強度，在频率较高的频率范围内，可以用较小的正弦信号产生较大的输出响应，以获得理想的測量精度。其次，本方法将连接线的高频杂散參数，通过对固定測量位置的连接电缆參数的測量和标定予以考虑；同时，本方法考虑了设备内阻、连接电缆阻抗和被测设备阻抗直接的关系，通过数据计算，使測量结果更加精确。


图I是本发明方法的原理图。其中A为阻抗分析仪，B为连接电缆。Vs、Zin为测量设备的等效电源和内阻，Zc为电缆的自然阻杭，Zk为测量阻杭，Zt为被测电カ设备的阻抗。 图2是使用本发明方法的设备连接图。图2中，I为连接电缆，2为被测大型电カ设备，3为连接电缆，4为测量附件，5为阻抗测量仪，6为计算机。
具体实施例方式本发明提出的基于扫频法的大型电カ设备阻抗的测试方法，其原理图如图I所示，包括以下各步骤(I)使被测大型电カ设备2、连接电缆I和3、测量附件4、阻抗测量仪5和计算机6根据测量位置依次摆放；(2)使连接电缆I的終端分别短接和开路，在连接电缆I的首端用阻抗测量仪5分别测量连接电缆I的短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，根据短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，计算电缆衰减常数Y和电缆自然阻抗Zcび=H ,Ze =PcJYeo ；(3)使被测大型电カ设备2的高压端和低压端与所述的连接电缆I和3连接，并使连接接ロ处通过金属胶带和金属棉填充固定，同时电缆另一端与所述的测量附件4连接，；使测量附件4通过连接电缆I与阻抗测量仪5连接；使阻抗测量仪5与所述的计算机6通过信号线连接，如图2所示，其中的测量附件与阻抗分析仪相互配套；(4)计算机6根据阻抗测量仪的当前读数Zk与被测大型电カ设备阻抗Zt存在的以下关系，计算得到被测电カ设备的阻抗Zt
权利要求
1.ー种基于扫频法的大型电カ设备阻抗的测试方法，其特征在于该方法包括以下各步骤 (1)使被测大型电カ设备、连接电缆、測量附件、阻抗测量仪和计算机根据测量位置依次摆放； (2)使连接电缆的终端分别短接和开路，在连接电缆的首端用阻抗测量仪分别测量连接电缆的短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，根据短路阻抗Zcs和开路导纳Yco，计算电缆衰减常数Y和电缆自然阻抗Zc r = ^Zcs-Yco ,Zc /Yi,, ■, (3)使被测大型电カ设备的高压端和低压端通过所述的连接电缆与所述的测量附件连接；使测量附件通过连接电缆与所述的阻抗测量仪连接；使阻抗测量仪与所述的计算机通过信号线连接； (4)计算机根据阻抗测量仪的当前读数Zk与被测大型电カ设备阻抗Zt存在的以下关系，计算得到被测电カ设备的阻抗Zt ”每) Z11 — Z, Z1 — Z P1 = -，/>7 =-， Zm+Zr - Zt+Zr 其中，Zin为阻抗测量仪的内阻杭，L为电缆长度电缆阻杭。
全文摘要
本发明涉及一种基于扫频法的大型电力设备阻抗特性测试方法，属于电力设备测量技术领域。本方法适用于大型电力设备的阻抗测试，通过测量信号源内阻与被测设备的分压比，以获得外电路的阻抗特性，具有频带较宽，精度较高，所受干扰小等特点。本方法的测量过程包含设备连接、电缆参数标定、阻抗测量和后处理计算等四个步骤；测量考虑了仪器内阻和电缆阻抗，通过波过程理论，从测量阻抗反推出受试设备特征阻抗；测量系统包括阻抗分析仪、测量工具包和同轴电缆等。本发明方法降低了测试干扰和引入的误差，提高了阻抗的测量精度。
文档编号G01R27/02GK102707147SQ20121020912
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者何金良, 余占清, 傅闯, 庄池杰, 张晓 , 曾嵘, 罗兵, 蔡汉生, 陈喜鹏 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司, 清华大学