线路工频参数测试仪工作原理是什么

去年秋天一条110千伏新线路要启动送电，整定单卡在零序参数上，设计院给的算值和我们实测差出8个点。年轻人拿着报告来问，这么长一条线，仪器就在线路首端加几百伏，怎么就能算出正序阻抗和零序电容。这个问题问得在点子上，原理就在下面这几步。

线路工频参数测试仪

测的到底是哪几个量

1. 正序这一组：正序阻抗拆成电阻和电抗两部分，单位写成欧每公里；正序电容反映三相导线之间与对地的容性耦合，单位是微法每公里。正常运行和三相短路计算用的就是这组数。

2. 零序这一组：零序阻抗比正序大不少，零序电容比正序小一截，再就是与邻近线路之间的互感阻抗。接地故障计算和保护整定盯的都是这组数，也是算不准、必须靠实测的那部分。

电流电压取进来之后

1. 同步采样：仪器在线路首端采三相电压和三相电流，采样率做到每周波几百点。电压取自试验电源输出端，电流走套在引下线上的互感器，通道之间严格同步。采样窗口一般取整周波，避开非整周期带来的频谱泄漏。

2. 相量怎么算：采到的瞬时值做离散傅里叶变换，取出基波分量的幅值和相位，得到各相电压相量、电流相量。有了相量，阻抗就是电压相量除以电流相量，电容由容性电流推出来。

异频信号是躲干扰的路子

1. 干扰从哪来：被测线路虽然停了电，旁边带电线路会在上面感应出工频电压，感应电流的幅值相位都不受控。工频干扰与试验信号同频，混在一块，同频的东西算法滤不掉。

2. 换个频率测：仪器输出45赫兹和55赫兹两个异频信号各测一遍，再按线性插值推回50赫兹的值。偏离工频的干扰成分被甩掉，抗干扰能力比硬扛着测强出一截来。频率点离工频越近，推算出来的值越贴真值。

开路短路接地三件事

1. 末端开路：末端三相悬空，首端加压，线路呈现一个容性回路，量到的主要是充电电流，正序电容走这条路子。线路越长电流越大，短线路只有几十毫安，读数最吃精度。

2. 短路与接地：末端三相短接，回路呈感性，首端电压除以短路电流就是正序阻抗；短接再加接地，或者在首端加零序电压，得到零序阻抗和互感。三种状态轮着做，参数才齐。

电阻电抗怎么拆开

1. 有功无功分离：阻抗是复数，实部是电阻，虚部是电抗。仪器把电压相量与电流相量的相位差算出来，功率因数角定下来，模值乘余弦得电阻、乘正弦得电抗，一步不多。

2. 电容换算：容性回路上电流超前电压，由容抗推电容，容抗等于角频率与电容乘积的倒数。角频率要用实际输出频率，异频测的时候这一步的补偿系数自动带进去。

零序参数的分量特别重

1. 零序阻抗：零序电流走大地回路，返回路径的等效深度取决于土壤电阻率，沿线地质一变，零序阻抗跟着变。公式算出来的值偏差可达百分之十几，拿去整定保护是不敢用的。

2. 互感这一项：两回线同塔并架或长距离平行时，一回线流过零序电流会在另一回上感应出电压。做法是在一回加压、另一回读开路电压，比值就是互感，必须两回线同时配合。

测完还得归算一次

1. 归算到每公里：仪器直接给的是整条线路的总值，除以长度才得到欧每公里、微法每公里。同塔双回段的等效长度、电缆段的折算都要在报告里写清，否则用数据的人会算错。

2. 温度与频率补偿：导线电阻随温度走，实测时记下环境温度，按导体温度系数折算到参考温度。异频结果已经推回50赫兹，报告里最好连原始频率一起记上，方便以后复核。

常见问答

问：读数和设计值差多少算正常？

答：电抗部分对得上，偏差多在百分之几；零序阻抗差到10个点以上不稀奇，土壤电阻率本来就取不准。差得离谱先查接线和接地，再怀疑大地回路，别急着说仪器坏了。

问：异频测出来的数还要不要折算回50赫兹？

答：仪器已经按两个频点插值推回工频，显示的通常就是50赫兹的值。手工复核时别拿45赫兹的原始量直接去比设计值，那样电抗会对不上，人也容易自己把自己绕糊涂。

问：短线路是不是更好测？

答：恰恰相反。线路越短阻抗越小、电容电流越小，读数落在量程低端，相对误差反而大。短线段把试验电流提上去，多测几组取平均，比换什么高级算法都管用。