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中試控股技術研究院魯工為您講解：330KV線路參數綜合測試儀（工廠）

ZSXL-Z 輸電線路異頻參數測試儀(高配分體）

超強的抗感應電壓能力
一體化結構，體積小、重量輕
參考標準： DL/T 741-2010

輸電線路異頻參數測試儀：隨著電網的發(fā)展和線路走廊用地的緊張，同桿多回架設的情況越來越普遍，輸電線路之間的耦合越來越緊密，在輸電線路工頻參數測試時干擾越來越強，嚴重影響測試的準確性和測試儀器設備的安全性

針對這一問題，我們開發(fā)了新一代輸電線路異頻參數測試系統(tǒng)，集成變頻測試電源、精密測量模塊、高速數字處理芯片及獨有的國家專利技術抗感應電壓電路；有效地消除強干擾的影響，保證儀器設備的安全，能極其方便、快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。

主要技術參數
1使用條件 -20℃～50℃ RH＜80%
2抗干擾原理 變頻法
3電    源 AC 220V±10% 發(fā)電機≧3KW
4電源輸出 最大輸出電壓 AC250V
電壓精度 0.5%
電流精度 0.5%
最大輸出電流 8A
輸出頻率 45Hz、55Hz
5測量范圍 電容 0.01～30μF
阻抗 0.01～400Ω
阻抗角 -180°～+180°
6測量分辨率 電容 0.0001μF
阻抗 0.0001Ω
阻抗角 0.0001°
7測量準確度 電容：     ≥1μF時，±1%讀數±0.01μF；
           ＜1μF時，±2%讀數±0.01μF；
電阻：     ≥1Ω時，±1%讀數±0.01Ω；
           ＜1Ω時，±2%讀數±0.01Ω；
阻抗角：   ±0.2°(電壓＞1.0V）； 
±0.3°(電壓:0.2V～1.0V)；
8抗干擾電流 30A
9抗感應電壓 10KV
10外型尺寸 550（L）×430（W）×530（H）
11存儲器大小 200 組  支持U盤數據存儲
12重    量 60 Kg

輸電線路絕緣電阻測試裝置測試接線注意事項
1.確認被測試品安全接地，試品不帶電。
2.確認MOEN-7705 輸電線路絕緣電阻測試裝置E端(接地端)已接地。
3.G端(保護環(huán))的使用（本機為低電壓側屏蔽）
測量高絕緣電阻時，應在試品兩測量端之間的表面上套一導體保護環(huán)，并將該導體保護環(huán)用一測試線連接到MOEN-7705 輸電線路絕緣電阻測試裝置的G端，以消除試品表面泄漏電流引起的測量誤差，保障測試準確。

尤其在對儀表檢定時G端應接在電阻箱的的G端，以保證正常檢定。
220kV變電站輸電線路工頻參數儀特點： 
1能夠準確測量各種高壓輸電線線路(架空、電纜、架空電纜混合、同桿多回架設的工頻參數（正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、互感和耦合電容、相間電容等）。 
2.滿足《110千伏及以上送變電基本建設工程啟動驗收規(guī)程》、DL/T559-94《220-500kV電網繼電保護裝置運行整定規(guī)程》、《GB50150-2006》的規(guī)定要求。 
3.220kV變電站輸電線路工頻參數儀采用一體化結構，內置變頻電源模塊，可變頻調壓輸出電源。采用數字濾波技術，避開了工頻電場對測試的干擾，從根本上解決了強電場干擾下準確測量的難題。 
輸電線路為什么要核相及核相方法
輸變電工程擴建、新安裝或大修后投運對變動過內外接線的變壓器，新架設或接線更動、走向發(fā)生變化的高壓電源線路接入變電站、主設備大修后，竣工投運現場都要進行核相實驗，即所謂的定相。

核相通俗講是通過測量兩條輸電線路的相序和相位，然后將兩條線路相序及相位一致的并入在一起。

如電網合并、變電站的主接線形式、變壓器的接線組別、電壓互感器二次接線方式等都需要核相后方可接線。 

電力系統(tǒng)由發(fā)電廠（發(fā)電機、升壓變）、220-500kV高壓輸電線路、區(qū)域變電站（降壓變壓器）、35-110kV高壓配電線路（用戶、降壓變壓器）和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。

其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發(fā)電、供電、用電之間的橋梁，極其重要！

輸電線路工頻參數包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量；

 在電力系統(tǒng)中輸電線路的縱聯(lián)保護需要相應通道和通信設備進行信息交換與傳遞，同

期測試儀目前常用的通信方式有：導引線通信、電力線路載波通信、微波通信、光纖通

信，利用以上通信方式構成的保護分為導引線縱聯(lián)保護、電力線路載波縱聯(lián)保護、微波

縱聯(lián)保護、光纖縱聯(lián)保護。

        （1）防雷元件測試儀當我們利用鋪設在變電站和變電站之間的輸電線路的二

次電纜傳遞各側信息的方式稱之為導引線通信，以導引線為通道的縱聯(lián)保護稱為縱聯(lián)保

護。導引線通信縱聯(lián)保護的優(yōu)點：其工作量少、簡單可靠，不受系統(tǒng)振蕩的影響，不受

非全相運行的影響。導引線通信縱聯(lián)保護的缺點：因導引線造價較高，因此導引線不能

過長，所以應用受限。

        （2）輸電線路的載波通信是以載波信號為傳輸介質的電力系統(tǒng)的一中通信方

式。高壓開關動特性測試儀電力線的載波通信是在同一電力網絡中可用的頻譜范圍為8

～500kHz，只能開通有限的通道，一般電力線載波設備均采用單路單邊帶體制，當每個

單向通道被占用，則該頻帶不能重復使用，否則將產生嚴重的串頻干擾，因此，如果開

通更多電路，則必須加裝電網高頻分割濾波器。載波通道的工作方式有以下三種：

        ①正常無高頻電流方式，低壓工頻試驗設備在正常條件下發(fā)信機不工作，高頻

電流不通過通道，只有當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時啟動元件才會啟動，從而發(fā)信。

        ②正常有高頻電流方式，是在正常工作條件下發(fā)信機始終處于發(fā)信狀態(tài)，高頻

通道部分經常處于監(jiān)視狀態(tài)，可靠性高，且不需要收發(fā)信機啟動元件，整體簡單，但是

發(fā)信機經常處于發(fā)信狀態(tài)，產生的信號增加了對其他通信設備的干擾時間，氧化鋅避雷

器特性測試儀設備本身容易受到外界信號的干擾。

        ③移頻通信方式，是指正常工作條件下，發(fā)信機向對側發(fā)送頻率為F1的高頻電

流，當發(fā)生故障時，繼電保護裝置控制發(fā)信機停止發(fā)送信號，發(fā)信機不在發(fā)送頻率為F1

的高頻電流，而發(fā)出頻率為F2的高頻電流，其優(yōu)點為可靠性高，三通道直流電阻測試儀

抗干擾能力強，同時可以監(jiān)視通道工作情況，但是其占用的頻帶寬，通道利用率低。

        （3）微波通信的電磁波頻率為0.3GHz～3THz。微波通信具有可用頻帶寬、通

信容量大、傳輸損傷小、抗干擾能力強等特點，可用于點對點、一點對多點或廣播等通

信方式。微波通信縱聯(lián)保護優(yōu)點：具有獨立的信道，輸電線路的干擾不影響通信系統(tǒng)：

回路電阻測試儀通道的檢修不影響線路進行，傳遞的信息容量增加、速率加快，受到外

界干擾的影響小，可靠性高，輸電線路的任何故障都不會使通道工作破壞。微波通信縱

聯(lián)保護缺點：微波通道需要微波中繼站，微波中繼站造價昂貴。

        （4）光纖通信是以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。雙鉗相位伏安表光纖

通信由光纖、光源和光檢測器構成，光纖可以按照制作工藝、材料組成、及光學特性、

光纖常用途進行分類外。光纖通信縱聯(lián)保護的優(yōu)點：通信容量大，節(jié)約大量金屬材料，

保密性能好、敷設方便、不怕雷擊，不受外界電磁干擾，抗腐蝕性好，不易受潮。光纖

通信縱聯(lián)保護的缺點：長距離通信時，需要中繼站以及附加設備，互感器特性測試儀當

光線斷裂時不易尋找。

0 引言

高壓直流輸電近年來在世界上得到了訊速的發(fā)展，到目前為止，總容量達50GQW左右。

其中，在我國相繼建成了100KV舟山海底電纜送電工程、500KV葛上直流輸電工程、

500KV天廣直流輸電工程，以及正在建設的三峽直流輸電工程。因此，如何提高直流線

路運行的安全性與可靠性已成為迫切需要解決的問題，而高壓直流線路保護則是直流線

路安全穩(wěn)定運行的基本保障，因此，有必要對直流線路保護的主保護-行波保護的原理

與保護方案進行進一步的研究與改進。

1中試控股電力講解系統(tǒng)故障特征及其線路保護

1.1 高壓直流輸電技術的優(yōu)越性及其應用

現代直流輸電技術普遍采取交流－直流－交流的換流方式，高壓直流輸電技術之所以得

到如此蓬勃的發(fā)展，是因為它和交流輸電相比，具有明顯的優(yōu)越性：

1） 同樣截面的導線能輸送更大的功率，并且有功損耗更小；

2）直流輸電能迅速精確地實現多目標控制，以提高電能質量和供電可靠性；

3） 流只有正負兩極，輸電線路結構簡單，而且當輸電距離大于交直流輸電等價距離時

直流線路更節(jié)省投資；

4） 每根導線都可以作為一個獨立回路運行，并且可以采用大地或海水作回路；

5） 直流線路在穩(wěn)態(tài)運行時沒有電容電流，沿線電壓分布比較平衡，并且沒有集膚效應

；

6） 電纜線路可以在較高的電位梯度下運行；

7） 直流輸電的兩端交流系統(tǒng)之間有存在同步運行穩(wěn)定問題；

8） 可以聯(lián)絡兩個不同頻率的交流系統(tǒng)，聯(lián)絡線上的功率易于控制。

目前，高壓直流輸電技術在遠距離大容量輸電、海底電纜輸電、兩個交流系統(tǒng)的互聯(lián)、

大城市地下輸電、減小短路容量、配合新能源輸電等方面都　得到了廣泛的應用。

1.2 直流線路故障過程

直流架空線路發(fā)生故障時，從故障電流的特征而論，短路故障的過程可以分為行波、暫

態(tài)和穩(wěn)態(tài)三個階段。

1） 初始行波階段

故障后，線路電容通過線路阻抗放電，沿線路的電場和磁場所儲存的能量相互轉化形成

故障電流行波和相應的電壓行波。其中電流行波幅值取決于線路波阻抗和故障前瞬間故

障點的直流電壓值。線路對地故障點弧道電流為兩側流向故障點的行波電流之和，此電

流在行波第一次反射或折射之前，不受兩端換流站控制系統(tǒng)的控制。電壓、電流行波的

波動方程分別為：

      上式的達朗貝爾解為： 

  則是指反向電壓行波（backward wave）。

2） 暫態(tài)階段

經過初始行波的來回反向和折射后，故障電流轉入暫態(tài)階段。直流線路故障電流主要分

量有：帶有脈動而且幅值有變化的直流分量（強迫分量）和由直流主回路參數所決定的

暫態(tài)振蕩分量（自由分量）。在此階段，控制系統(tǒng)中定電流控制開始起到較顯著的作用

，整流側和逆變側分別調節(jié)使滯后觸發(fā)角增大，抑制了線路兩端流向故障點的電流。

3） 穩(wěn)態(tài)階段

最終，故障電流進入穩(wěn)態(tài)，兩側故障電流提供的故障電流穩(wěn)態(tài)值被控制到等于各自定電

流控制的整定值，兩側流入故障點的電流方向相反，故障點電流為兩者之差，即為電流

裕額△Id。

1.3 高壓直流線路保護的要求與配置

直流線路發(fā)生故障時，一方面可以利用橋閥控制極的控制來快速地限制和消除故障電流

；一方面由于定電流調節(jié)器的作用，故障電流與交流線路相比要小得多。因此，對直流

線路故障的檢測，有能依靠故障電流大小來判別，而需要通過電流或電壓的暫態(tài)分量來

識別。

然而，系統(tǒng)中運行的絕大多數繼電保護都　是反映于后穩(wěn)態(tài)工頻信息而動作的，例如電

流增大、電壓降低、電流和功率方向改變、測量阻抗減小等故障信息。并且這類保護依

靠的是穩(wěn)態(tài)工濊量信息，需要較長的時間（數據窗）來獲取，限制了微機保護動作的速

度；電流互感器飽和造成二次傳變電流失真，使得微機保護中的計算值與實際故障電流

的差別很大，從而引起保護裝置的不正確動作；工頻距離保護不能正確區(qū)分線路區(qū)內故

障和系統(tǒng)振蕩。可見，依賴工頻量信息的傳統(tǒng)保護已經不能適應超高壓長距離直流輸電

的需要了。因此，一種基于故障態(tài)信息的新原理保護---行波保護成為解決問題的關鍵

。

目前，世界上廣泛采用行波保護作為高壓直流線路保護的主保護，它是利用故障瞬間所

傳遞的電流、電壓行波來構成超高速的線路保護。由于暫態(tài)電流、電壓行波不受兩端換

流站的控制，其幅值和方向皆能準確反映原始的故障特征而有受影響，可見其可靠性是

很高的。而且，同基于工頻電氣量的傳統(tǒng)保護相比，行波保護具有超高速的動作性能，

其保護性能不受電流互感器飽和、系統(tǒng)振蕩和長線分布電容等的影響。

另一方面，相比于交流系統(tǒng)，在直流系統(tǒng)中行波保護具有更明顯的優(yōu)越性。中試控股電

力講解首先，在交流系統(tǒng)中，如果在電壓過零時刻（初相角為0°）發(fā)生故障，則故障

線路上沒有故障行波出現，保護存在動作死區(qū)；直流系統(tǒng)中不存在電壓相角，則無此限

制。其次，交流系統(tǒng)中電壓、電流行波的傳輸受母線結構變化　的影響圈套，并且需要

區(qū)分故障點傳播的行波和各母線的反射波以及透射波，難度較大；由于高壓直流線路結

構簡單，也不存在上述問題。