一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置及方法与流程

本发明涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置及方法。

背景技术：

随着智能变电站的不断进行与发展，二次设备逐步由保护小室走向户外，变电站二次装置由集中式布置向分布式就地化安装发展，大量的智能终端、合并单元、合智一体装置在户外开关场的汇控柜与室内开关柜中安装运行，由于电力二次设备下放现场其安装位置与一次导体距离较近，电磁环境发生较大的变化，受工频磁场的强度相比于保护小室大为的增加。

合并单元、合智一体等电力二次装置主要由电流电压隔离转换、模数变换、CPU处理、数据发送接收等功能模块构成，其中电流电压隔离转换模块基本采用电流、电压互感器进行隔离变换，互感器原理是依据电磁感应原理由闭合的铁心和绕组制作而成，属磁场敏感器件，在受外部磁场干扰时，其幅值与相位会发生变化，在强磁场作用下电力二次设备采集的电流电压数据值会造成较大的偏移，采样数据偏移甚至导致继电保护装置会出现误动作，影响电力系统安全运行。因此，进行电磁兼容工频磁场的抗扰度试验具有特殊意义。

电磁兼容工频磁场测试是设备处于与其特定位置和安装条件相关的工频磁场时，对设备的抗扰度进行检验，试验磁场波形为工频正弦波形，试验磁场由流入感应线圈中的电流产生，测试采用浸入法，如图1所示，将被测设备放置在感应线圈中部以对设备施加工频磁场。测试时，为使被测设备暴露在不同方向的磁场中，通常将感应线圈旋转90°，磁场则以X-Y-Z三个相互垂直90°方向施加于被试设备，对设备在每个正交方向进行测试。对于电力系统二次设备，设备内部磁场敏感元件互感器的输入电流电压相位与外部工频磁场相位关系存在不确定性，由于外部磁场感应与互感器输出波形的叠加影响，会造成外部磁场与输入电流电压两者在不同相位状态下影响量的不同。现有抗扰度测试中工频磁场对电力系统二次设备测试存在随机性，无法在全相位上对磁场敏感元器件进行考察。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置及方法,解决工频磁场抗扰度测试中工频磁场对电力系统二次设备影响测试存在随机性问题，解决工频磁场电磁兼容测试中存在的测试盲点，实现工频磁场相位与被试设备输入电流电压相位的同步控制，是对磁场敏感器件及设备进行全面检测方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：包括电流电压源、磁场信号源、被测装置、磁场感应线圈、试验台，所述被测装置连接在电流电压源、磁场信号源之间，所述电流电压源、被测装置通过第一导线连接，所述磁场信号源、被测装置通过第二导线连接，所述被测装置设置在试验台上。

上述的一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：所述电流电压源为但不限于数字信号源发生器、模拟信号源发生器、任意波形发生器。

上述的一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：所述磁场信号源为但不限于交变磁场发生器、脉冲磁场发生器、工频磁场发生器、振荡磁场发生器。

上述的一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：所述被测装置为但不限于继电保护装置、电压表、电流表、功率表、电能表、继电器、绝缘监察装置、控制和信号装置、备自投装置、直流电源设备。

上述的一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：所述磁场感应线圈为但不限于亥姆霍兹线圈、单匝线圈、C型线圈、T型线圈。

一种基于工频磁场相位同步的测试试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.保持工频磁场相位不变，通过改变输入被测设备电流电压的相位，以达到对全相位的扫描；

S2.保持输入被测设备的电流电压相位不变，通过改变工频磁场相位，以达到对全相位的扫描；

S3.利用相位叠加原理，通过改变相位夹角实现工频磁场的相位同步测量。

上述的一种基于工频磁场相位同步的测试试验方法，其特征在于：所述输入被测设备电流电压的相位和工频磁场相位在0°-360°之间改变。

本发明的有益效果是：

本发明解决工频磁场抗扰度测试中工频磁场对电力系统二次设备影响测试存在随机性问题，解决工频磁场电磁兼容测试中存在的测试盲点，实现工频磁场相位与被试设备输入电流电压相位的同步控制，是对磁场敏感器件及设备进行全面检测方法。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术浸入法施加试验磁场结构示意图。

图2是本发明的工频磁场相位同步测量方法结构示意图。

图3是本发明的工频磁场相位同步测量方法流程图。

具体实施方式

如图2所示，一种基于工频磁场相位同步的测试试验装置，其特征在于：包括电流电压源1、磁场信号源2、被测装置3、磁场感应线圈4、试验台5，所述被测装置3连接在电流电压源1、磁场信号源2之间，所述电流电压源1、被测装置3通过第一导线6连接，所述磁场信号源2、被测装置3通过第二导线7连接，所述被测装置3设置在试验台5上。

本实施例中，所述电流电压源1为但不限于数字信号源发生器、模拟信号源发生器、任意波形发生器。

本实施例中，所述磁场信号源2为但不限于交变磁场发生器、脉冲磁场发生器、工频磁场发生器、强磁场发生器。

本实施例中，所述被测装置3为但不限于继电保护装置、电压表、电流表、功率表、电能表、继电器、绝缘监察装置、控制和信号装置、备自投装置、直流电源设备。

本实施例中，所述磁场感应线圈4为但不限于亥姆霍兹线圈、单匝线圈、C型线圈、T型线圈。

本发明提出的具体实施方式为：

将被测装置3放置在试验台5上，电流电压源1与被测装置3通过第一导线6相连用以输入电流电压量I_s，同时，磁场信号源2与磁场感应线圈4通过第二导线7相连用以输入感应磁场的电流I_H。对被测装置采用浸入法进行电磁兼容工频磁场抗扰度测试，工频磁场线圈通过外部信号源输入I_H电流产生感应磁场。被测装置电压电流量通过信号源的I_s进行注入，如图3所示：

1)保持设备输入电流电压相位不变，通过改变磁场I_H相位φ进行调整，φ可以在0°-360°之间改变，达到对全相位的扫描，即可实现工频磁场测试的相位同步测量。

2)保持工频磁场相位电流I_H不变，通过改变设备输入量I_s相位φ进行调整，φ可以在0°-360°之间改变，达到对全相位的扫描，亦可实现工频磁场测试的相位同步测量。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。