[實用新型]基于無線傳輸的大型地網金屬構架分流向量的測量系統

有效

• 申請號: 201320143557.1
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN203164267U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 李謙;余月仙;邵建康;肖磊石
• 申請（專利權）人: 上海大帆電氣設備有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R25/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本實用新型涉及電力行業中分流向量的測量設備，具體是指大型接地網接地阻抗的測量方法基于無線傳輸的大型地網金屬構架分流向量的測量系統。

背景技術

發電廠、變電站接地網除了為各種電氣設備提供公共參考地，更重要地，在系統發生接地故障或遭受雷擊時起到快速有效地泄放故障電流，改善接地網和場區地表地電位分布，保障一、二次設備和人員安全的作用，是維護電力系統安全可靠運行、保障人員和設備安全的重要措施。

接地阻抗是表征地網性能的重要參數。接地阻抗的定義為，對地網注入測試電流Im，然后用電壓表測得地網相應的電位抬升U，接地阻抗Z=U/Im?？梢?，接地網的所有測試結果均建立在注入地網的測試電流Im這個基礎數據上。準確得到注入當前地網的真實電流值非常重要，直接影響測試結果。

電廠和變電站投運后，架空地線和交聯電纜屏蔽層的接入，不可避免地改變了原接地網的拓撲結構，對測試電流產生了較大的分流作用。即儀器輸出的測試電流并未全部注入當前地網，而是通過架空地線分流到了遠方。如何準確排除變電站架空地線和電纜的分流影響，測得變電站地網的真實接地阻抗，成為長期以來困擾工程技術人員的難題和挑戰。

接地網接地阻抗測量時，在接地網的導體上注入一個工頻電流或異頻電流，電流將在接地網與電流極之間形成回路，得到接地網周圍大地表面的一個電位分布，如果接地網是獨立的，即接地網與其它金屬性接地體無電氣連接，則測試電流全部通過待測接地網散流到大地中，此時測量結果反映了接地網的真實接地阻抗。而如果接地網與其它金屬接地體存在電氣連接，部分測試電流將通過其它金屬接地體流出，即其它接地體對測試電流進行分流，對散流做出了貢獻，從接地網流過的測試電流減少，導致接地阻抗測量結果偏小。

變電站地網面積較大，地下接地體成網格狀埋設布置，地面上的金屬構架與外界架空地線相連，同時眾多金屬構架相互之間通過架構相連，地網，金屬構架，架空地線，電纜外護套共同構成了一個電阻電感網絡，注入地網的交流測試電流在各基金屬構架上的分流并非完全的反向，而是存在一定的相位差。對于一些大型的變電站，金屬構架架構之間還存在著環流。

由于測試時對地網注入的是一個交流電流，其電流方向以每秒50個左右的正弦波周期在實時變化。要測出金屬構架分流的向量，首先要能實時比較出金屬構架分流相對于測試電流的相位差。以往變電站地網測量時，由于技術水平和測試設備的限制，很多情況下要么完全不測地線分流，要么只測金屬構架分流的模值大小，而不測其相位。不測分流，則未考慮架空地線散流的影響，最終測試電流的計算值偏大；測分流大小（模值）而不測相位差，則只能將所有的分流都當做向地網以外散流，且其方向與注入地網的測試電流完全反相來計算，則最終測試電流的計算值偏??；有時各金屬構架所測得的分流模值相加甚至已經超過了注入的測試電流，無法得到符合邏輯的測試結果。只有準確測量出各處分流的向量，然后將測試電流與各分流求向量和，才能得到注入地網的準確電流。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于無線傳輸的大型地網金屬構架分流向量的測量系統，該測量系統能夠現場測量出大型接地網接金屬構架的分流向量，提高了金屬構架分流向量測量的準確性，避免了重大系統性誤差，實現對接地網狀態的準確評價。

本實用新型的這一目的通過如下技術方案來實現的：基于無線傳輸的大型地網金屬構架分流向量的測量系統，其特征在于：該測量系統包括變頻信號源、耦合變壓器、選頻電流表、選頻電壓表、電流互感器、無線通訊儀、無線發射天線、羅氏線圈、無線接收天線和選頻萬用表，所述變頻信號源與耦合變壓器的輸入端相連，耦合變壓器的輸出端分兩路輸出，一路通過導線連接到遠方電流極，一路通過導線依次串聯所述選頻電流表、電流互感器后與被測大型地網的接地引下線相連接，向被測大型地網注入測試電流，所述選頻電壓表的輸入端與被測大型地網的接地引下線連接，輸出端連接遠方電壓極；所述電流互感器能夠獲得測試電流的信息，所述電流互感器的輸出接無線通訊儀，無線通訊儀外接無線發射天線，無線發射天線電流互感器獲取的測試電流的信息無線發射出去；所述的選頻萬用表上的一個端口接無線接收天線，用于接收無線發射天線發送來的測試電流的相位信息，另一個端口接羅氏線圈，所述羅氏線圈圈住該大型地網區域內的某一金屬構架，獲取某一金屬構架的分流電流信息，所述選頻萬用表將從無線接收天線獲得的測試電流信息與從羅氏線圈獲得的分流電流信息進行比較，獲得大型地網中某一金屬構架的分流向量，通過將獲得的所有金屬構架的分流向量進行相加求向量和，得到該大型地網金屬構架的分流向量值。