[發明專利]一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201710064317.5
• 申請日: 2017-02-04
• 公開（公告）號: CN106841867A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 鄒志楊;鄭玉平;楊志宏;周華良;夏雨;吳通華;童瑞婷
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及電力系統自動化技術領域，尤其涉及一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置及方法。

背景技術

隨著智能變電站的不斷進行與發展，二次設備逐步由保護小室走向戶外，變電站二次裝置由集中式布置向分布式就地化安裝發展，大量的智能終端、合并單元、合智一體裝置在戶外開關場的匯控柜與室內開關柜中安裝運行，由于電力二次設備下放現場其安裝位置與一次導體距離較近，電磁環境發生較大的變化，受工頻磁場的強度相比于保護小室大為的增加。

合并單元、合智一體等電力二次裝置主要由電流電壓隔離轉換、模數變換、CPU處理、數據發送接收等功能模塊構成，其中電流電壓隔離轉換模塊基本采用電流、電壓互感器進行隔離變換，互感器原理是依據電磁感應原理由閉合的鐵心和繞組制作而成，屬磁場敏感器件，在受外部磁場干擾時，其幅值與相位會發生變化，在強磁場作用下電力二次設備采集的電流電壓數據值會造成較大的偏移，采樣數據偏移甚至導致繼電保護裝置會出現誤動作，影響電力系統安全運行。因此，進行電磁兼容工頻磁場的抗擾度試驗具有特殊意義。

電磁兼容工頻磁場測試是設備處于與其特定位置和安裝條件相關的工頻磁場時，對設備的抗擾度進行檢驗，試驗磁場波形為工頻正弦波形，試驗磁場由流入感應線圈中的電流產生，測試采用浸入法，如圖1所示，將被測設備放置在感應線圈中部以對設備施加工頻磁場。測試時，為使被測設備暴露在不同方向的磁場中，通常將感應線圈旋轉90°，磁場則以X-Y-Z三個相互垂直90°方向施加于被試設備，對設備在每個正交方向進行測試。對于電力系統二次設備，設備內部磁場敏感元件互感器的輸入電流電壓相位與外部工頻磁場相位關系存在不確定性，由于外部磁場感應與互感器輸出波形的疊加影響，會造成外部磁場與輸入電流電壓兩者在不同相位狀態下影響量的不同。現有抗擾度測試中工頻磁場對電力系統二次設備測試存在隨機性，無法在全相位上對磁場敏感元器件進行考察。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置及方法,解決工頻磁場抗擾度測試中工頻磁場對電力系統二次設備影響測試存在隨機性問題，解決工頻磁場電磁兼容測試中存在的測試盲點，實現工頻磁場相位與被試設備輸入電流電壓相位的同步控制，是對磁場敏感器件及設備進行全面檢測方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置，其特征在于：包括電流電壓源、磁場信號源、被測裝置、磁場感應線圈、試驗臺，所述被測裝置連接在電流電壓源、磁場信號源之間，所述電流電壓源、被測裝置通過第一導線連接，所述磁場信號源、被測裝置通過第二導線連接，所述被測裝置設置在試驗臺上。

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置，其特征在于：所述電流電壓源為但不限于數字信號源發生器、模擬信號源發生器、任意波形發生器。

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置，其特征在于：所述磁場信號源為但不限于交變磁場發生器、脈沖磁場發生器、工頻磁場發生器、振蕩磁場發生器。

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置，其特征在于：所述被測裝置為但不限于繼電保護裝置、電壓表、電流表、功率表、電能表、繼電器、絕緣監察裝置、控制和信號裝置、備自投裝置、直流電源設備。

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗裝置，其特征在于：所述磁場感應線圈為但不限于亥姆霍茲線圈、單匝線圈、C型線圈、T型線圈。

一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.保持工頻磁場相位不變，通過改變輸入被測設備電流電壓的相位，以達到對全相位的掃描；

S2.保持輸入被測設備的電流電壓相位不變，通過改變工頻磁場相位，以達到對全相位的掃描；

S3.利用相位疊加原理，通過改變相位夾角實現工頻磁場的相位同步測量。

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗方法，其特征在于：所述輸入被測設備電流電壓的相位和工頻磁場相位在0°-360°之間改變。

本發明的有益效果是：

本發明解決工頻磁場抗擾度測試中工頻磁場對電力系統二次設備影響測試存在隨機性問題，解決工頻磁場電磁兼容測試中存在的測試盲點，實現工頻磁場相位與被試設備輸入電流電壓相位的同步控制，是對磁場敏感器件及設備進行全面檢測方法。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是現有技術浸入法施加試驗磁場結構示意圖。