專利名稱：一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力行業(yè)中接地網(wǎng)的測量方法，具體是指一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法。
背景技術：
發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)除了為各種電氣設備提供公共參考地，更重要地，在系統(tǒng)發(fā)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(wǎng)和場區(qū)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(tǒng)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(wǎng)性能的重要參數(shù)。接地阻抗的定義為，對地網(wǎng)注入測試電流Im，然后用電壓表測得地網(wǎng)相應的電位抬升U，接地阻抗Z=U/Im?？梢?，接地網(wǎng)的所有測試結果均建立在注入地網(wǎng)的測試電流Im這個基礎數(shù)據(jù)上。準確得到注入當前地網(wǎng)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(lián)電纜屏蔽層的接入，不可避免地改變了原接地網(wǎng)的拓撲結構，對測試電流產(chǎn)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(wǎng)，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(wǎng)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(zhàn)。接地網(wǎng)接地阻抗測量時，在接地網(wǎng)的導體上注入一個工頻電流或異頻電流，電流將在接地網(wǎng)與電流極之間形成回路，得到接地網(wǎng)周圍大地表面的一個電位分布，如果接地網(wǎng)是獨立的，即接地網(wǎng)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(wǎng)散流到大地中，此時測量結果反映了接地網(wǎng)的真實接地阻抗。而如果接地網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)面積較大，地下接地體成網(wǎng)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(wǎng)、金屬構架、架空地線、電纜外護套互相連接在一起，共同構成了一個電阻電感網(wǎng)絡，注入地網(wǎng)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(huán)流。由于測試時對地網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)以外散流，且其方向與注入地網(wǎng)的測試電流完全反相來計算，則最終測試電流的計算值偏?。挥袝r各金屬構架所測得的分流模值相加甚至已經(jīng)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(wǎng)的準確電流。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，該測量方法科學合理，能夠現(xiàn)場測量出大型地網(wǎng)的分流向量，為精確計算運行變電站架空地線和電纜外護套的分流系數(shù)提供了技術保障。本發(fā)明的這一目的通過如下技術方案來實現(xiàn)的:一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，該方法包括如下步驟:(I)在待測大型地網(wǎng)的任一位置處注入一個異頻測試電流，并在測試過程中保持恒定，將該異頻測試電流相位定義為參考零相位；(2)利用電流互感器采樣獲得該異頻測試電流的波形，對該異頻測試電流的波形進行選頻濾波處理后再進行運算分析，提取波形實時的相位數(shù)據(jù)，將此相位數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射裝置發(fā)送出去；(3)采用無線接收裝置接收步驟(2)發(fā)送來的相位數(shù)據(jù)，并且將接收來的相位數(shù)據(jù)送入選頻萬用表；(4)選頻萬用表通過接口連接羅氏線圈，與步驟⑴注入異頻測試電流的同時，采用羅氏線圈圈住該大型地網(wǎng)區(qū)域內的某一金屬構架或某一電纜，獲取某一分流電流信號，經(jīng)過選頻濾波處理，排除該某一分流電流信號中的干擾信號后送入選頻萬用表，得到該某一分流電流的模值大小，選頻萬用表將獲得的某一分流電流與步驟(I)獲得的異頻測試電流相位信息進行相位比較，得出某一分流電流的相位差和幅值大小，即某一分流電流的分流向量；(5)采用與步驟(4)相同的方法，逐一計算得出該大型地網(wǎng)區(qū)域內的各個金屬構架和各個電纜外護套的電流分流向量，將獲得的所有電流分流向量進行相加求向量和，得到整體的大型地網(wǎng)分流向量值。本發(fā)明中，所述的大型地網(wǎng)是指變電站或電廠的大型接地網(wǎng)。本發(fā)明中，所述步驟(I)中注入的異頻測試電流是指頻率范圍在40 70Hz之間的異頻電流。本發(fā)明中，測試電流注入點和分流電流測量點之間采用無線方式傳遞相位信息，無線傳輸有效距離大于50米。本發(fā)明中，所述步驟⑷中的羅氏線圈為長度大于300mm的柔性羅哥夫斯基線圈。本發(fā)明中，所述步驟(4)中排除某一分流電流信號中的干擾信號指的是頻率為50Hz的干擾信號。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明測量方法的原理圖。
具體實施例方式實施例一一種基于無線傳輸?shù)淖冸娬镜拇笮徒拥鼐W(wǎng)分流向量測量方法，該方法包括如下步驟:(I)在待測大型地網(wǎng)的任一位置處注入一個53Hz，IOA的異頻測試電流，并在測試過程中保持恒定，將該異頻測試電流相位定義為參考零相位；(2)利用電流互感器采樣獲得該異頻測試電流的波形，對該異頻測試電流的利用上海大帆電氣設備有限公司生產(chǎn)的DFWF無線選頻通訊儀進行選頻濾波處理和運算分析，提取波形實時的相位數(shù)據(jù)，將此相位數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射裝置發(fā)送出去；(3)采用無線接收裝置接收步驟(2)發(fā)送來的相位數(shù)據(jù)，并且將接收來的相位數(shù)據(jù)送入上海大帆電氣設備有限公司生產(chǎn)的DF9006選頻萬用表；(4) DF9006選頻萬用表通過接口連接羅氏線圈，該羅氏線圈為長度大于300mm的柔性羅哥夫斯基線圈，與步驟(I)注入異頻測試電流的同時，采用羅氏線圈圈住該大型地網(wǎng)區(qū)域內的某一金屬構架或某一電纜，獲取某一分流電流信號，經(jīng)過選頻濾波處理，排除該分流電流信號中的頻率為50Hz的干擾信號，得到該分流電流中的53Hz波形，DF9006選頻萬用表將獲得的分流電流波形與步驟(3)獲得的53Hz測試電流相位信息進行相位比較，得出該分流電流的相位差和幅值大小，即該分流電 流的分流向量，其中測試電流注入點和分流電流測量點之間采用無線方式傳遞相位信息，無線傳輸有效距離大于50米；(5)采用與步驟(4)相同的方法，逐一計測量大型地網(wǎng)區(qū)域內的所有金屬構架和各個電纜外護套的電流分流向量，記錄各構架基腳以及電纜的分流電流模值，以及與53Hz測試電流之間的相角差；(6)將異頻測試電流作為參考向量I Z 0°，計算所有構架基腳以及電纜的分流電流向量的分流向量和，
權利要求
1.一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，該方法包括如下步驟: (1)在待測大型地網(wǎng)的任一位置處注入一個異頻測試電流，并在測試過程中保持恒定，將該異頻測試電流相位定義為參考零相位； (2)利用電流互感器采樣獲得該異頻測試電流的波形，對該異頻測試電流的波形進行選頻濾波處理后再進行運算分析，提取波形實時的相位數(shù)據(jù)，將此相位數(shù)據(jù)通過無線發(fā)射裝置發(fā)送出去； (3)采用無線接收裝置接收步驟(2)發(fā)送來的相位數(shù)據(jù)，并且將接收來的相位數(shù)據(jù)送入選頻萬用表； (4)選頻萬用表通過接口連接羅氏線圈，與步驟(I)注入異頻測試電流的同時，采用羅氏線圈圈住該大型地網(wǎng)區(qū)域內的某一金屬構架或某一電纜，獲取某一分流電流信號，經(jīng)過選頻濾波處理，排除該某一分流電流信號中的干擾信號后送入選頻萬用表，得到該某一分流電流的模值大小，選頻萬用表將獲得的某一分流電流與步驟(I)獲得的異頻測試電流相位信息進行相位比較，得出某一分流電流的相位差和幅值大小，即某一分流電流的分流向量; (5)采用與步驟(4)相同的方法，逐一計算得出該大型地網(wǎng)區(qū)域內的各個金屬構架和各個電纜外護套的電流分流向量，將獲得的所有電流分流向量進行相加求向量和，得到整體的大型地網(wǎng)分流向量值。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，其特征在于:所述的大型地網(wǎng)是指變電站或電廠的大型接地網(wǎng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，其特征在于:所述步驟(I)中注入的異頻測試電流是指頻率范圍在40 70Hz之間的異頻電流。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，其特征在于:測試電流注入點和分流電流測量點之間采用無線方式傳遞相位信息，無線傳輸有效距離大于50米。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，其特征在于:所述步驟(4)中的羅氏線圈為長度大于300_的柔性羅哥夫斯基線圈。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，其特征在于:所述步驟(4)中排除某一分流電流信號中的干擾信號指的是頻率為50Hz的干擾信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無線傳輸?shù)拇笮偷鼐W(wǎng)分流向量測量方法，涉及變電站、電廠等大型接地網(wǎng)的接地特性測量技術領域，對運行發(fā)電廠、變電站接地網(wǎng)接地阻抗測量時，采用無線傳輸技術，在測試電流注入點與各出線架構和出線電纜分流測量點之間無線傳輸相位信息，實時得到各分流向量與測試電流向量之間的相位差，通過數(shù)學處理得到流經(jīng)與出線架空地線相連的各金屬構架和出線電纜外護套的異頻分流的向量，包括模值大小和相位差。該測量方法解決了以往現(xiàn)場無法測量分流向量的難題，為精確計算運行變電站架空地線和電纜外護套的分流系數(shù)提供了技術保障。
文檔編號G01R27/18GK103197133SQ20131010046
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者李謙, 余月仙, 邵建康, 肖磊石 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院, 上海大帆電氣設備有限公司