本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)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(fā)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(fā)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(nèi)開關柜中安裝運行，由于電力二次設備下放現(xiàn)場其安裝位置與一次導體距離較近，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(shù)變換、CPU處理、數(shù)據(jù)發(fā)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(jù)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(fā)生變化，在強磁場作用下電力二次設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)偏移甚至導致繼電保護裝置會出現(xiàn)誤動作，影響電力系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)二次設備，設備內(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(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。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(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(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(jiān)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(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(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(xiàn)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(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，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)有技術浸入法施加試驗磁場結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的工頻磁場相位同步測量方法結構示意圖。

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、磁場感應線圈4、試驗臺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通過第一導線6連接，所述磁場信號源2、被測裝置3通過第二導線7連接，所述被測裝置3設置在試驗臺5上。

本實施例中，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、強磁場發(fā)生器。

本實施例中，所述被測裝置3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(jiān)察裝置、控制和信號裝置、備自投裝置、直流電源設備。

本實施例中，所述磁場感應線圈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)明提出的具體實施方式為：

將被測裝置3放置在試驗臺5上，電流電壓源1與被測裝置3通過第一導線6相連用以輸入電流電壓量I_s，同時，磁場信號源2與磁場感應線圈4通過第二導線7相連用以輸入感應磁場的電流I_H。對被測裝置采用浸入法進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)生感應磁場。被測裝置電壓電流量通過信號源的I_s進行注入，如圖3所示：

1)保持設備輸入電流電壓相位不變，通過改變磁場I_H相位φ進行調(diào)整，φ可以在0°-360°之間改變，達到對全相位的掃描，即可實現(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，通過改變設備輸入量I_s相位φ進行調(diào)整，φ可以在0°-360°之間改變，達到對全相位的掃描，亦可實現(xiàn)工頻磁場測試的相位同步測量。

以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。