全文摘要
本实用新型提供了一种大型地网分流向量测试系统，包括：主机单元和分流向量测试单元；分流向量测试单元包括：罗氏线圈、分流积分单元、分流放大单元、分流电平偏置单元、分流50Hz陷波单元、分流AD采样单元、分流通信模块和分流中央处理单元；罗氏线圈依次与分流积分单元、分流放大单元、分流电平偏置单元、50Hz陷波单元、分流AD采样单元和分流中央处理单元连接；主机单元通过主机通信模块与分流向量测试单元的分流通信模块通信连接，解决了最终测试电流的计算值偏小或出现逻辑错误的技术问题。
主设计要求
1.一种大型地网分流向量测试系统，其特征在于，包括：主机单元和分流向量测试单元；所述分流向量测试单元包括：罗氏线圈、分流积分单元、分流放大单元、分流电平偏置单元、分流50Hz陷波单元、分流AD采样单元、分流通信模块和分流中央处理单元；所述罗氏线圈依次与所述分流积分单元、所述分流放大单元、所述分流电平偏置单元、所述50Hz陷波单元、所述分流AD采样单元和所述分流中央处理单元连接；所述主机单元通过主机通信模块与所述分流向量测试单元的所述分流通信模块通信连接。
设计方案
1.一种大型地网分流向量测试系统，其特征在于，包括：
主机单元和分流向量测试单元；
所述分流向量测试单元包括：罗氏线圈、分流积分单元、分流放大单元、分流电平偏置单元、分流50Hz陷波单元、分流AD采样单元、分流通信模块和分流中央处理单元；
所述罗氏线圈依次与所述分流积分单元、所述分流放大单元、所述分流电平偏置单元、所述50Hz陷波单元、所述分流AD采样单元和所述分流中央处理单元连接；
所述主机单元通过主机通信模块与所述分流向量测试单元的所述分流通信模块通信连接。
2.根据权利要求1所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述分流向量测试单元还包括：
分流滤波单元；
所述分流滤波单元连接于所述罗氏线圈与所述分流积分单元之间。
3.根据权利要求2所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述分流向量测试单元还包括：
分流量程切换单元；
所述分流量程切换单元连接于所述滤波单元与所述分流积分单元之间；
所述分流量程切换单元的受控端与所述分流中央处理单元的控制端连接。
4.根据权利要求3所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述分流量程切换单元包括：
至少两个电阻，至少两个所述电阻之间串联；
和至少一个设置于每两个所述电阻之间的继电器；
所述继电器的受控端与所述分流中央处理单元的控制端连接。
5.根据权利要求3所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述分流向量测试单元还包括：
分流显示单元；
所述分流显示单元与所述分流中央处理单元连接。
6.根据权利要求1所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述主机单元包括电流互感器、主机AD采样单元、主机中央处理单元和主机通信模块；
所述电流互感器的输出端与所述主机AD采样单元的输入端连接，所述电流互感器用于采样测试电流；
所述主机AD采样单元的输出端与所述主机中央处理单元的输入端连接；
所述主机通信模块与所述主机中央处理单元的通信端连接；
所述主机单元通过所述主机通信模块与所述分流向量测试单元的所述分流通信模块通信连接。
7.根据权利要求6所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述主机单元还包括：
主机滤波单元；
所述主机滤波单元连接于所述电流互感器与所述主机AD采样单元之间。
8.根据权利要求7所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述主机单元还包括：
主机放大单元；
所述主机放大单元连接于所述主机滤波单元与所述主机AD采样单元之间。
9.根据权利要求6所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述主机单元还包括：
主机对时单元；
所述主机对时单元与所述主机中央处理单元连接；
所述分流向量测试单元还包括：
分流对时单元；
所述分流对时单元与所述分流中央处理单元连接。
10.根据权利要求1所述的大型地网分流向量测试系统，其特征在于，所述主机通信模块具体为主机4G通信模块；
所述分流通信模块具体为分流4G通信模块。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及大型地网分流向量测量技术领域，尤其涉及一种大型地网分流向量测试系统。
背景技术
接地阻抗的测量过程中，对地网注入工频或异频交流电流信号，电流将通过电流线、电流极、大地和接地网形成电流回路，如果接地网是独立的，测试的电流信号将通过接地网散流到大地中，如果接地网与其他接地体存在电气连接，这时部分电流信号将通过这些接地体流出，从接地网散流到大地的测试电流将减小，我们把通过与被测电网连接的金属接地体流出的电流称为地线分流。
由于地线分流的存在，部分测试电流通过金属导体流出，这时导致接地阻抗的测量值偏小。变电站内的避雷线和两端接地的电缆的金属屏蔽层是主要的分流源。经过大量的现场实际接地阻抗测量结果表明，分流的影响能达到20％-80％的影响，对接地阻抗测量影响很大。
目前在接地网的测量过程中对分流的测量采用罗氏线圈测量分流的大小，然后与注入地网的总电流中减去分流的大小，由于分流电流与测试电流存在相位差，分流测量仪器只测杆塔分流的模值大小，而不测其相位，将所有的分流都当作向地网以外散流，且其方向与注入地网的测试电流完全反相来计算，则使得最终测试电流的计算值偏小；有时各杆塔所测得的分流模值相加甚至已经超过了注入的测试电流，出现逻辑错误的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种大型地网分流向量测试系统，解决了分流测量仪器只测杆塔分流的模值大小，而不测其相位，将所有的分流都当作向地网以外散流，且其方向与注入地网的测试电流完全反相来计算，则使得最终测试电流的计算值偏小；有时各杆塔所测得的分流模值相加甚至已经超过了注入的测试电流，出现逻辑错误的技术问题。
本实用新型提供了一种大型地网分流向量测试系统，包括：
主机单元和分流向量测试单元；
所述分流向量测试单元包括：罗氏线圈、分流积分单元、分流放大单元、分流电平偏置单元、分流50Hz陷波单元、分流AD采样单元、分流通信模块和分流中央处理单元；
所述罗氏线圈依次与所述分流积分单元、所述分流放大单元、所述分流电平偏置单元、所述50Hz陷波单元、所述分流AD采样单元和所述分流中央处理单元连接；
所述主机单元通过主机通信模块与所述分流向量测试单元的所述分流通信模块通信连接。
可选地，所述分流向量测试单元还包括：
分流滤波单元；
所述分流滤波单元连接于所述罗氏线圈与所述分流积分单元之间。
可选地，所述分流向量测试单元还包括：
分流量程切换单元；
所述分流量程切换单元连接于所述滤波单元与所述分流积分单元之间；
所述分流量程切换单元的受控端与所述分流中央处理单元的控制端连接。
可选地，所述分流量程切换单元包括：
至少两个电阻，至少两个所述电阻之间串联；
和至少一个设置于每两个所述电阻之间的继电器；
所述继电器的受控端与所述分流中央处理单元的控制端连接。
可选地，所述分流向量测试单元还包括：
分流显示单元；
所述分流显示单元与所述分流中央处理单元连接。
可选地，所述主机单元包括电流互感器、主机AD采样单元、主机中央处理单元和主机通信模块；
所述电流互感器的输出端与所述主机AD采样单元的输入端连接，所述电流互感器用于采样测试电流；
所述主机AD采样单元的输出端与所述主机中央处理单元的输入端连接；
所述主机通信模块与所述主机中央处理单元的通信端连接；
所述主机单元通过所述主机通信模块与所述分流向量测试单元的所述分流通信模块通信连接。
可选地，所述主机单元还包括：
主机滤波单元；
所述主机滤波单元连接于所述电流互感器与所述主机AD采样单元之间。
可选地，所述主机单元还包括：
主机放大单元；
所述主机放大单元连接于所述主机滤波单元与所述主机AD采样单元之间。
可选地，所述主机单元还包括：
主机对时单元；
所述主机对时单元与所述主机中央处理单元连接；
所述分流向量测试单元还包括：
分流对时单元；
所述分流对时单元与所述分流中央处理单元连接。
可选地，所述主机通信模块具体为主机4G通信模块；
所述分流通信模块具体为分流4G通信模块。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过罗氏线圈采样分流电流，将采集的分流电流通过分流积分单元进行积分放大，由于被测异频信号十分微弱，通过积分放大后才可以准确测量，再通过分流放大单元进行运算放大，以及分流电平偏置单元进行电平移位，使得被测异频信号成为直流信号，在分流50Hz陷波单元中对50Hz成分进行陷波滤除，最后在分流AD采样单元中进行模数转换后得到数字信号输入至分机中央处理单元中，由分机中央处理单元通过对数字信号的分析和运算，从数字信号中分理处所需要被测异频信号，同时得到分流幅值大小。同时将通过分流通信模块接收的主机单元发送的测试电流的幅值大小和相位信息，将被测异频信号的相位与测试电流相位进行比较，得到被测异频信号的相位与测试电流相位的相位差，由此确定地网分流向量的幅值和相位，解决了分流测量仪器只测杆塔分流的模值大小，而不测其相位，将所有的分流都当作向地网以外散流，且其方向与注入地网的测试电流完全反相来计算，则使得最终测试电流的计算值偏小；有时各杆塔所测得的分流模值相加甚至已经超过了注入的测试电流，出现逻辑错误的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型提供的一种大型地网分流向量测试系统的一个实施例的结构示意图；
其中，附图标记为：
1、主机单元；2、分流向量测试单元；10、主机中央处理单元；11、电流互感器；12、主机滤波单元；13、主机放大单元；14、主机AD采样单元；15、主机对时单元；16、主机通信模块；20、分流中央处理单元；21、罗氏线圈；22、分流滤波单元；23、分流量程切换单元；24、分流积分单元；25、分流放大单元；26、分流电平偏置单元；27、分流50Hz陷波单元；28、分流AD采样单元；29、分流对时单元；30、分流通信模块；31、分流显示单元。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种大型地网分流向量测试系统，解决了分流测量仪器只测杆塔分流的模值大小，而不测其相位，将所有的分流都当作向地网以外散流，且其方向与注入地网的测试电流完全反相来计算，则使得最终测试电流的计算值偏小；有时各杆塔所测得的分流模值相加甚至已经超过了注入的测试电流，出现逻辑错误的技术问题。
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供了一种大型地网分流向量测试系统的一个实施例，包括：
主机单元1和分流向量测试单元2；
分流向量测试单元2包括：罗氏线圈21、分流积分单元24、分流放大单元25、分流电平偏置单元26、分流50Hz陷波单元27、分流AD采样单元28、分流通信模块30和分流中央处理单元20；
罗氏线圈21依次与分流积分单元24、分流放大单元25、分流电平偏置单元26、50Hz陷波单元、分流AD采样单元28和分流中央处理单元20连接；
主机单元1通过主机通信模块16与分流向量测试单元2的分流通信模块30通信连接；
本实用新型实施例通过罗氏线圈采样分流电流，将采集的分流电流通过分流积分单元进行积分放大，由于被测异频信号十分微弱，通过积分放大后才可以准确测量，再通过分流放大单元进行运算放大，以及分流电平偏置单元进行电平移位，使得被测异频信号成为直流信号，在分流50Hz陷波单元中对50Hz成分进行陷波滤除，最后在分流AD采样单元中进行模数转换后得到数字信号输入至分机中央处理单元中，由分机中央处理单元通过对数字信号的分析和运算，从数字信号中分理处所需要被测异频信号，同时得到分流幅值大小。同时将通过分流通信模块接收的主机单元发送的测试电流的幅值大小和相位信息，将被测异频信号的相位与测试电流相位进行比较，得到被测异频信号的相位与测试电流相位的相位差，由此确定地网分流向量的幅值和相位，解决了分流测量仪器只测杆塔分流的模值大小，而不测其相位，将所有的分流都当作向地网以外散流，且其方向与注入地网的测试电流完全反相来计算，则使得最终测试电流的计算值偏小；有时各杆塔所测得的分流模值相加甚至已经超过了注入的测试电流，出现逻辑错误的技术问题。
进一步地，分流向量测试单元2还包括：
分流滤波单元22；
分流滤波单元22连接于罗氏线圈21与分流积分单元24之间；
需要说明的是，罗氏线圈21采集到分流电流后，通过分流滤波单元22将部分高频信号滤除，分流滤波单元22包括由电感电容组成的PI滤波电路。
进一步地，分流向量测试单元2还包括：
分流量程切换单元23；
分流量程切换单元23连接于滤波单元与分流积分单元24之间；
分流量程切换单元23的受控端与分流中央处理单元20的控制端连接。
进一步地，分流量程切换单元23包括：
至少两个电阻，至少两个电阻之间串联；
和至少一个设置于每两个电阻之间的继电器；
继电器的受控端与分流中央处理单元20的控制端连接；
需要说明的是，在分流滤波单元22后接入分流量程切换单元23，分流量程切换单元23由至少两个电阻串联而成，且每两个电阻之间设置有继电器，继电器的受控端与分流中央处理单元20的控制端连接，分流中央处理单元20可以控制切换相应的继电器的关断，来切换不同的量程档位，使得被测异频信号幅值大小在预设的最佳测量范围之内。
进一步地，分流向量测试单元2还包括：
分流显示单元31；
分流显示单元31与分流中央处理单元20连接；
需要说明的是，分流显示单元31为显示屏或显示器，用于显示确定地网分流向量的幅值和相位，以及地网分流电流的波形。
进一步地，主机单元1包括电流互感器11、主机AD采样单元14、主机中央处理单元10和主机通信模块16；
电流互感器11的输出端与主机AD采样单元14的输入端连接，电流互感器11用于采样测试电流；
主机AD采样单元14的输出端与主机中央处理单元10的输入端连接；
主机通信模块16与主机中央处理单元10的通信端连接；
主机单元1通过主机通信模块16与分流向量测试单元2的分流通信模块30通信连接；
需要说明的是，主机单元1通过电流互感器11采样测试电流，并由主机AD采样单元14转换为数字信号后，通过主机通信模块16与分流通信模块30通信连接发送给分流单元2，其中包括测试电流的幅值大小和相位信息。
进一步地，主机单元1还包括：
主机滤波单元12；
主机滤波单元12连接于电流互感器11与主机AD采样单元14之间；
需要说明的是，电流互感器11采集到测试电流后，通过主机滤波单元12将部分高频信号滤除，主机滤波单元12包括由电感电容组成的PI滤波电路。
进一步地，主机单元1还包括：
主机放大单元13；
主机放大单元13连接于主机滤波单元12与主机AD采样单元14之间；
需要说明的是，主机滤波单元12过滤测试电流中的部分高频信号后，通过主机放大单元13将测试电流进行放大。
进一步地，主机单元1还包括：
主机对时单元15；
主机对时单元15与主机中央处理单元10连接；
分流向量测试单元2还包括：
分流对时单元29；
分流对时单元29与分流中央处理单元20连接；
需要说明的是，为了能够保证测试结果的精度，在测试开始时，需要分别通过主机对时单元15和分流对时单元29接收GPS卫星时间，以保证主机单元1和分流向量测试单元2能够同步控制电流互感器11和罗氏线圈21开始采集。
进一步地，主机通信模块16具体为主机4G通信模块；
分流通信模块30具体为分流4G通信模块；
需要说明的是，采用主机4G通信模块和分流4G通信模块进行信号传输，无需有线测试方法中额外的参考基准电压引线，也解决了现有的基于无线传输测试方法中现场强电场干扰环境下会影响到无线信号的传输质量，并且在遇到现场障碍物的情况下，限时了信号传输有效距离的问题。
以下是利用本实用新型提供的一种大型地网分流向量测试系统进行测试的过程：
1、分流向量测试单元2通过分流4G通信模块，借助4G移动网络向主机单元1发送分流测试开始命令和分流测试开始时间；
2、主机单元1通过主机4G通信模块，借助4G移动网络接收分流向量测试单元2发送的分流测试开始命令和分流测试开始时间；
3、主机对时单元15和分流对时单元29同时接受GPS卫星时间数据，以保证主机单元1和分流向量测试单元2同步测量；
4、到达分流测试开始时间后，电流互感器11开始采样测试电流的波形，将采集到的测试电流的信号送入主机滤波单元12，主机滤波单元12将滤波后的测试电流的信号送入主机放大单元13进行运算放大，主机放大单元13将放大后的测试电流的信号送入主机AD采样单元14对测试电流的信号进行模数转换，主机AD采样单元14将转换后的第一数字信号送入主机中央处理单元10，主机中央处理单元10通过主机4G通信模块，借助4G移动网络将测试电流的幅值大小和相位信息发送给分流向量测试单元2；
5、到达分流测试开始时间后，罗氏线圈21开始采样分流电流的波形，将采集到的分流电流的信号送入分流滤波单元22将部分高频信号滤除，分流滤波单元22将滤波后的分流电流的信号送入分流量程切换单元23，分流中央处理单元20控制切换分流量程切换单元23中的继电器，使得分流电流的信号的幅值大小在预设的最佳范围内，分量量程切换单元23将分流电流的信号送入分流积分单元24中进行积分放大，放大分流电流的信号中微弱的被测异频信号部分，分流积分单元24将积分放大后的分流电流的信号送入分流放大单元25中进行运算放大，再由分流放大单元25送入分流电平偏置单元26中进行电平移位，使得分流电流的信号成为直流信号，分流电平偏置单元26将直流信号送入分流AD采样单元27中模数转换为第二数字信号后，送入分流中央处理单元20进行运算和分析；
6、分流中央处理单元20通过对第二数字信号进行分析和运算，从第二数字信号的波形中分离出所需要的被测异频信号，并确定分流电流的幅值大小，同时，通过分流4G通信模块，借助4G移动网络接收主机单元1发送的测试电流的幅值大小和相位信息，将被测异频信号的相位与测试电流的相位比较，两者的相位相减就是相位差，进而得到所测地网分流向量的幅值和相位。
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920007473.2
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209327441U
授权时间:20190830
主分类号:G01R 19/25
专利分类号:G01R19/25;G01R15/18;G01R25/00
范畴分类:31F;
申请人:广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院
第一申请人:广东电网有限责任公司
申请人地址:510600 广东省广州市越秀区东风东路757号
发明人:李谦;文豹;赵晓凤;丘映丹
第一发明人:李谦
当前权利人:广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院
代理人:张春水;唐京桥
代理机构:11227
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