CN2514353Y - 一种测量地网接地电阻的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测量地网接地电阻的装置,它包含模拟信号调制电路、A/D转换器、工控机、显示器、控制面板;模拟信号调制电路的信号输出端与A/D转换器的信号输入端联接,A/D转换器的输出端与工控机联接,工控机上设有显示器和控制面板;模拟信号调制电路具有三个独立的模拟信号输入通道,分别为试验电流通道、地网电压降通道、系统工频电压通道;三个通道均含有电磁隔离型传感器。本实用新型可以同时适用于工频试验电流和变频试验电流,且所用试验电流小。

Description

一种测量地网接地电阻的装置

                             技术领域

本实用新型涉及高电压技术领域，特别是用于发电厂和变电站等大型地网接地电阻测量装置。

                             背景技术

电力系统干扰(尤其是工频及谐波)常会引起较大的测量误差，有时甚至导致错误的判断。特别是在发电厂和变电站这样的电磁环境中，排除电力系统干扰是极其困难的。对于大型地网接地电阻测量来说，干扰所引起的测量误差已大大超过了工程允许的范围。如何有效地排除电力系统干扰，是电力测试技术的重要研究课题。

目前，对接地网的接地电阻的测量技术主要有以下几种方法：1)大电流法；2)异频测量方法；3)变频测量方法。大电流法是一种传统的测量方法，其试验电流为工频，由于外界工频干扰的存在，导致较大的测量误差；另一方面，由于所用电流太大，要求电流极测量引线的截面较大，试验电源容量很大，设备笨重，造价高，也使得现场测试不易实施。异频法和变频法采用异于工频的试验电流，其测量装置由异频试验电源和测量分析仪两部分构成。异频测量装置采用固定频率(例如40Hz和60Hz)，变频测量装置的试验频率可调(例如70Hz～250Hz)，其目的是为了避开外界工频干扰以提高测量精度。

现有的接地电阻测量装置，通常是由具有试验电流通道和地网电压降通道的模拟信号调制电路、A/D转换器、工控机、显示器、控制面板组成；它只能用于异频试验电流或者变频试验电流的条件，其功能是单一的。

                               发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种测量地网接地电阻的装置，它可以同时适用于工频试验电流和变频试验电流，且所用试验电流小。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地网接地电阻测量装置，它包含模拟信号调制电路、A/D转换器、工控机、显示器、控制面板；模拟信号调制电路的信号输出端与A/D转换器的信号输入端联接，A/D转换器的输出端与工控机联接，工控机上设有显示器和控制面板；模拟信号调制电路具有三个独立的模拟信号输入通道，分别为试验电流通道、地网电压降通道、系统工频电压通道；三个通道均含有电磁隔离型传感器。

本实用新型测量装置的模拟信号调制电路具有三个独立的模拟信号输入通道，分别用来测量试验电流信号，地网电压降信号以及系统工频电压信号。三个通道均设有电磁隔离型传感器，即电流传感器、地网电压降传感器、系统工频电压传感器。

测量装置的工作原理是，首先对三路输入信号进行模拟信号调制，并进行同步的A/D转换，获得三路信号的数字波形。然后分析检测试验电流信号和系统工频电压信号的频率，两信号频率相同时，执行工频测量程序；两信号频率不同时，则执行异频测量程序。

本实用新型测量装置的使用方法为：

a、按《电力设备接地技术设计规程》的要求布置电流极和电压极；

b、调节试验电源的输出电压，向被测地网注入适当大小的试验电流；

c、打开测量装置的电源开关，数秒后显示测量结果。

测量结果的显示内容：试验电流的频率f，试验电流值I，地网电压降U，以及I和U之间的相角差φ。

当试验电流的频率不为工频时，工控机按异频测量程序计算出接地阻抗Z和接地电阻R。Z和R即为测量结果。

当试验电流的频率为系统工频时，应用双矢量分析法，可以消除外界工频干扰所引起测量误差，从而保证接地电阻的测量精度。其方案如下：

a、向地网注工频试验电流I1，I1为10A±30％，由测量装置测得试验电流I1、地网电压降U1、以及I1和U1之间的相角差Φ1；

b、然后调节试验电流为I2，I2的大小是I1的1.5-2.0倍，由测量装置测得试验电流I2、地网电压降U2、以及I2和U2之间的相角差Φ2；

c、工控机按数学公式计算出接地电阻值，数学公式为： $R=\frac{U2\cos \mathrm{\Φ}2-U1\cos \mathrm{\Φ}1}{I2-I1}$

，公式中R为地网接地电阻。

                                附图说明

图1为本实用新型测量装置结构框图

图2为本实用新型的使用原理框图

                              具体实施方式

如图1所示的本实用新型实施例，它包含模拟信号调制电路、A/D转换器、工控机、显示器、控制面板；模拟信号调制电路的信号输出端与A/D转换器的信号输入端联接，A/D转换器的输出端与工控机联接，工控机上设有显示器和控制面板；模拟信号调制电路上设有三个独立的模拟信号输入通道，分别为试验电流通道、地网电压降通道、系统工频电压通道。

试验电流I通道的模拟电路由WBI411D电流传感器，运算放大器，低通滤波器和程控放大器构成，各部件的连接顺序为WBI411D电流传感器，运算放大器，低通滤波器，程控放大器。

地网电压降U测量通道的模拟电路由WBV411E电压传感器，运算放大器，低通滤波器和程控放大器构成，各部件的连接顺序为WBV411E电压传感器，运算放大器，低通滤波器和程控放大器。

系统工频电压E测量通道的模拟电路由WBV411E电压传感器，运算放大器和低通滤波器构成，各部件的连接顺序为WBV411E电压传感器，运算放大器，低通滤波器。

以上三个独立的模拟信号输入通道的低通滤波器的截止频率f_P为2KHz。

以上模拟电路的输出(即试验电流通道和地网电压降通道的程控放大器、系统工频电压通道的低通滤波器的输出)连接A/D转换电路，A/D转换电路对三路信号进行同步转换，获得被测信号的数字波形。测量分析程序对数字波形进行分析计算，由液晶显示器显示测量结果，由控制面板实现人机对话。

按《电力设备接地技术设计规程》的要求布置电流极和电压极，电流极和电压极的布置如图2所示。

Claims (3)

1、一种测量地网接地电阻的装置，它包含模拟信号调制电路、A/D转换器、工控机、显示器、控制面板；模拟信号调制电路的信号输出端与A/D转换器的信号输入端联接，A/D转换器的输出端与工控机联接，工控机上设有显示器和控制面板；其特征在于：模拟信号调制电路具有三个独立的模拟信号输入通道，分别为试验电流通道、地网电压降通道、系统工频电压通道；三个通道均含有电磁隔离型传感器。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：系统工频电压通道的模拟电路由电磁隔离型传感器，运算放大器，低通滤波器构成，各部件的连接顺序为电磁隔离型传感器，运算放大器，低通滤波器。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：低通滤波器的截止频率为2KHz。

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