本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著智能變電站的不斷進(jìn)行與發(fā)展，二次設(shè)備逐步由保護(hù)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(fā)展，大量的智能終端、合并單元、合智一體裝置在戶外開關(guān)場的匯控柜與室內(nèi)開關(guān)柜中安裝運(yùn)行，由于電力二次設(shè)備下放現(xiàn)場其安裝位置與一次導(dǎo)體距離較近，電磁環(huán)境發(fā)生較大的變化，受工頻磁場的強(qiáng)度相比于保護(hù)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(zhuǎn)換、模數(shù)變換、CPU處理、數(shù)據(jù)發(fā)送接收等功能模塊構(gòu)成，其中電流電壓隔離轉(zhuǎn)換模塊基本采用電流、電壓互感器進(jìn)行隔離變換，互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)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(shí)，其幅值與相位會發(fā)生變化，在強(qiáng)磁場作用下電力二次設(shè)備采集的電流電壓數(shù)據(jù)值會造成較大的偏移，采樣數(shù)據(jù)偏移甚至導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置會出現(xiàn)誤動(dòng)作，影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，進(jìn)行電磁兼容工頻磁場的抗擾度試驗(yàn)具有特殊意義。

電磁兼容工頻磁場測試是設(shè)備處于與其特定位置和安裝條件相關(guān)的工頻磁場時(shí)，對設(shè)備的抗擾度進(jìn)行檢驗(yàn)，試驗(yàn)磁場波形為工頻正弦波形，試驗(yàn)磁場由流入感應(yīng)線圈中的電流產(chǎn)生，測試采用浸入法，如圖1所示，將被測設(shè)備放置在感應(yīng)線圈中部以對設(shè)備施加工頻磁場。測試時(shí)，為使被測設(shè)備暴露在不同方向的磁場中，通常將感應(yīng)線圈旋轉(zhuǎn)90°，磁場則以X-Y-Z三個(gè)相互垂直90°方向施加于被試設(shè)備，對設(shè)備在每個(gè)正交方向進(jìn)行測試。對于電力系統(tǒng)二次設(shè)備，設(shè)備內(nèi)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(guān)系存在不確定性，由于外部磁場感應(yīng)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(tài)下影響量的不同?，F(xiàn)有抗擾度測試中工頻磁場對電力系統(tǒng)二次設(shè)備測試存在隨機(jī)性，無法在全相位上對磁場敏感元器件進(jìn)行考察。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗(yàn)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(tǒng)二次設(shè)備影響測試存在隨機(jī)性問題，解決工頻磁場電磁兼容測試中存在的測試盲點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工頻磁場相位與被試設(shè)備輸入電流電壓相位的同步控制，是對磁場敏感器件及設(shè)備進(jìn)行全面檢測方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗(yàn)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(yīng)線圈、試驗(yàn)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(dǎo)線連接，所述磁場信號源、被測裝置通過第二導(dǎo)線連接，所述被測裝置設(shè)置在試驗(yàn)臺上。

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

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

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

上述的一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述磁場感應(yīng)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(yàn)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(shè)備電流電壓的相位，以達(dá)到對全相位的掃描；

S2.保持輸入被測設(shè)備的電流電壓相位不變，通過改變工頻磁場相位，以達(dá)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(shí)現(xiàn)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(yàn)方法，其特征在于：所述輸入被測設(shè)備電流電壓的相位和工頻磁場相位在0°-360°之間改變。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明解決工頻磁場抗擾度測試中工頻磁場對電力系統(tǒng)二次設(shè)備影響測試存在隨機(jī)性問題，解決工頻磁場電磁兼容測試中存在的測試盲點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工頻磁場相位與被試設(shè)備輸入電流電壓相位的同步控制，是對磁場敏感器件及設(shè)備進(jìn)行全面檢測方法。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)浸入法施加試驗(yàn)磁場結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的工頻磁場相位同步測量方法結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的工頻磁場相位同步測量方法流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，一種基于工頻磁場相位同步的測試試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括電流電壓源1、磁場信號源2、被測裝置3、磁場感應(yīng)線圈4、試驗(yàn)臺5，所述被測裝置3連接在電流電壓源1、磁場信號源2之間，所述電流電壓源1、被測裝置3通過第一導(dǎo)線6連接，所述磁場信號源2、被測裝置3通過第二導(dǎo)線7連接，所述被測裝置3設(shè)置在試驗(yàn)臺5上。

本實(shí)施例中，所述電流電壓源1為但不限于數(shù)字信號源發(fā)生器、模擬信號源發(fā)生器、任意波形發(fā)生器。

本實(shí)施例中，所述磁場信號源2為但不限于交變磁場發(fā)生器、脈沖磁場發(fā)生器、工頻磁場發(fā)生器、強(qiáng)磁場發(fā)生器。

本實(shí)施例中，所述被測裝置3為但不限于繼電保護(hù)裝置、電壓表、電流表、功率表、電能表、繼電器、絕緣監(jiān)察裝置、控制和信號裝置、備自投裝置、直流電源設(shè)備。

本實(shí)施例中，所述磁場感應(yīng)線圈4為但不限于亥姆霍茲線圈、單匝線圈、C型線圈、T型線圈。

本發(fā)明提出的具體實(shí)施方式為：

將被測裝置3放置在試驗(yàn)臺5上，電流電壓源1與被測裝置3通過第一導(dǎo)線6相連用以輸入電流電壓量I_s，同時(shí)，磁場信號源2與磁場感應(yīng)線圈4通過第二導(dǎo)線7相連用以輸入感應(yīng)磁場的電流I_H。對被測裝置采用浸入法進(jìn)行電磁兼容工頻磁場抗擾度測試，工頻磁場線圈通過外部信號源輸入I_H電流產(chǎn)生感應(yīng)磁場。被測裝置電壓電流量通過信號源的I_s進(jìn)行注入，如圖3所示：

1)保持設(shè)備輸入電流電壓相位不變，通過改變磁場I_H相位φ進(jìn)行調(diào)整，φ可以在0°-360°之間改變，達(dá)到對全相位的掃描，即可實(shí)現(xiàn)工頻磁場測試的相位同步測量。

2)保持工頻磁場相位電流I_H不變，通過改變設(shè)備輸入量I_s相位φ進(jìn)行調(diào)整，φ可以在0°-360°之間改變，達(dá)到對全相位的掃描，亦可實(shí)現(xiàn)工頻磁場測試的相位同步測量。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。