接地阻抗测试校正装置及方法与流程

1.本发明涉及电力设备技术领域，尤其是涉及一种接地阻抗测试校正装置及方法。


背景技术：

2.发电厂、变电站的接地系统是保障电力系统安全、可靠、稳定运行，保障运行、检修人员以及电气设备安全的重要措施，尤其是在雷雨天气，接地网的参数将直接关乎到发电厂、变电站能否安全稳定供电。当发电厂、变电站遭受雷电过电压时，为大电流提供一条泄流通道。如果接地阻抗过大，在遭受过电压时会使接地电压过高，如果接地电阻过大，容易造成反击过电压烧毁设备，所以说接地网的好坏程度直接关系到站内设备、人员的安全。目前接地阻抗测试通常采用三极法进行接地阻抗测试，但是随着城市、社会的发展，新建变电站选址位置周围地理环境可能较为恶劣，接地阻抗测试容易受河流、山地、天地等因素的影响，而现有变电站可能由于城市建设导致电极位置选择困难。在电流极、电压极设置时，有三种方法包括直线法、30
°
夹角法、远离夹角法，上述三种方法各有利弊，但是无论采用哪种电极。直线法测量接地阻抗时，两测量引线距离长、平行设置且间距较小，引线之间的互感将对测量结果造成直接影响。30
°
夹角法测量接地阻抗准确，一定程度解决了复杂环境下测试难度，但是要求电流极、电压极与测试点之间的距离相同且夹角为30
°
，实现比较困难。远离夹角法测试接地阻抗能够根据变电站周围环境灵活设置电流极、电压极，适应环境能力强，但是测试值具有误差，需要根据电极位置进行修正。
3.目前，现场测试一般是通过经验估计距离、角度的方法进行距离、角度测算，或者采用直线法进行测试。且市面上的测距仪均是通过一台仪器移动位置测量距离，无法同时获得三点的位置以及距离、角度，浪费较多的人力、物理。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种接地阻抗测试校正装置，包括测试系统、电压极定位系统、电流极定位系统、电压极和电流极，其中所述测试系统与电压极和电流极电性连接，所述电压极用于采集电压信号，所述电流极用于采集电流信号，所述电压极定位系统位于电压极处，所述电流极定位系统位于电流极处，其特殊之处在于，所述测试系统包括电源a、定位模块a、控制模块a、通信模块a、显示模块和输入模块，其中所述控制模块用于接收电压极采集的电压信号和电流极采集的电流信号，所述定位模块a用于采集接地网中心位置信息，并将其传送至控制模块a，所述电源a用于为测试系统中各模块供电，所述显示模块用于显示测试结果，所述输入模块用于输入各种指令和信息；所述电压极定位系统包括定位模块b、电源b、控制模块b和通信模块b，所述定位模块b采集电压极位置信息并将其传送至控制模块b，所述控制模块b将接收的电压极位置信息传送至通信模块b，通信模块b将电压极位置信息传送至通信模块a，所述电源b为定位模块b、控制模块b和通信模块b供电；所述电流极定位系统包括定位模块c、电源c、控制模块c和通信模块c，所述定位模块c采集电流极位置信息并将其传送至控制模块c，所述控制模块c将接收的电流极位置信息传
送至通信模块c，通信模块c将电流极位置信息传送至通信模块a，所述电源c为定位模块c、控制模块c和通信模块c供电；所述通信模块a用于接受通讯模块b和通信模块c传送的位置信号，并将其传送至控制模块a，控制模块a利用得到的接地网中心点位置信息、电压极位置信息、电流极位置信息、电压信息和电流信息进行计算，得到接地阻抗测试结果，并对测试结果进行校正，校正结束后将校正结果传送至显示模块。
5.进一步地，所述控制模块a为stm32f103c8t6单片机，所述控制模块b和控制模块c为89s52单片机。
6.进一步地，所述电源a为5vp1s3200可充电锂电池，电源b和电源c为5vp1s1800可充电锂电池。
7.进一步地，所述通信模块a、通信模块b和通信模块c为sim800c gprs通信模块。
8.进一步地，控制模块a与定位模块a和通信模块a之间、控制模块b与定位模块b和通信模块b之间、控制模块c与定位模块c和通信模块c之间均通过rs485串口进行通信。
9.进一步地，所述定位模块a、定位模块b和定位模块c为atk1218-bd北斗定位模块。
10.进一步地，所述显示模块为12864zk的lcd显示屏。
11.进一步地，所述输入模块为薄膜按键键盘。
12.另一方面，本发明提供了一种接地阻抗测试校正方法，包括以下步骤，
13.(1)按照三极法测试接地阻抗的方式布置电压极、电流极和测试系统，将测试系统与接地网中心、电压极和电流极连接，将电压极定位系统置于电压极处，将电流极定位系统置于电流极处；
14.(2)电流极采集电流信号，并传送至控制模块a；
15.(3)电压极采集电压信号，并传送至控制模块a；
16.(4)定位模块a采集接地网中心位置信息，并将其传送至控制模块a；
17.(5)定位模块b采集电压极的位置信息并将其传送至控制模块b，所述控制模块b将接收的电压极位置信息传送至通信模块b，通信模块b将电压极位置信息传送至通信模块a，通信模块a将接收的信息传送至控制模块a；
18.(6)定位模块c采集电流极位置信息并将其传送至控制模块c，所述控制模块c将接收的电流极位置信息传送至通信模块c，通信模块c将电流极位置信息传送至通信模块a，通信模块a将接收的信息传送至控制模块a；
19.(7)控制模块a利用电压极的位置信息和接地网中心的位置信息计算得到电压极与接地网中心的距离d1，利用电流极的位置信息和接地网中心的位置信息计算得到电流极与接地网中心的距离d2，利用电压极的位置信息和电流极的位置信息计算得到电压极与电流极的距离d3，利用公式
[0020][0021]
来计算电压极与接地网中心连线与电流极与接地网中心连线之间的夹角θ；
[0022]
(8)控制模块a利用电流极采集的电流信息、电压极采集的电压信息和电压极与接地网中心连线与电流极与接地网中心连线之间的夹角信息计算得到接地阻抗初始值z1；
[0023]
(9)利用输入模块向测试系统中输入接地网最大直径d，控制模块a接收接地网最
大直径信息，并利用公式
[0024][0025]
对接地阻抗初始值进行校正，得到校正后的接地阻抗值z。
[0026]
(10)控制模块a将计算校正得到的接地阻抗值，发送至显示模块，并通过显示模块将接地阻抗值显示给使用者。
[0027]
本发明提供的接地阻抗测试装置及方法，采用三个定位模块来确定接地网中心点、电流极和电压极三点的位置，通过通信模块实现数据的传输数据传到主机，利用控制模块的计算能力实现远距离夹角法的距离和角度实时测量，并实时对测试数据进行修正。既解决了远离夹角法测试接地阻抗过程中，电流极、电压极与接地网中心之间的距离、角度测量问题，又解决了接地阻抗测试值的自动修正，使接地阻抗测试结果更接近于接地网参数的真值。同时大大缩短了接地阻抗测试的时间，提高了接地阻抗测试的准确性，大幅提高了工作效率，节省了一定的生产成本。另外该装置便于携带，方便现场使用，降低人员体力消耗。
附图说明
[0028]
构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0029]
图1为本发明交流接地阻抗测试校正装置的结构示意图；
[0030]
图2为接地阻抗测试连接示意图；
[0031]
图3为接地阻抗测试距离与角度示意图。
[0032]
图中：1、测试系统，101、控制模块a，102、通信模块a，103、定位模块a，104、显示模块，105、输入模块，106、电源a，2、电压极定位系统，201、控制模块b，202、通信模块b，203、定位模块b，204、电源b，3、电流极定位系统，301、控制模块c，302、通信模块c，303、定位模块c，304、电源c，4、电压极，5、电流极。
具体实施方式
[0033]
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述。
[0034]
如图1～图3所示，本实施例中接地阻抗测试校正装置，包括测试系统1、电压极定位系统2、电流极定位系统3、电压极4和电流极5，其中所述测试系统1与电压极4和电流极5电性连接，所述电压极4用于采集电压信号，所述电流极5用于采集电流信号，所述电压极定位系统2位于电压极4处，所述电流极定位系统3位于电流极5处，所述测试系统1包括电源a106、定位模块a103、控制模块a101、通信模块a102、显示模块104和输入模块105，其中所述控制模块101用于接收电压极4采集的电压信号和电流极5采集的电流信号，所述定位模块a103用于采集接地网中心位置信息，并将其传送至控制模块a101，所述电源a106用于为测试系统1中各模块供电，所述显示模块104用于显示测试结果，所述输入模块105用于输入各种指令和信息；所述电压极定位系2统包括定位模块b203、电源b204、控制模块b201和通信模块b202，所述定位模块b203采集电压极4位置信息并将其传送至控制模块b201，所述控制
模块b201将接收的电压极4位置信息传送至通信模块b202，通信模块b202将电压极4位置信息传送至通信模块a101，所述电源b204为定位模块b203、控制模块b201和通信模块b202供电；所述电流极定位系统3包括定位模块c303、电源c304、控制模块c301和通信模块c302，所述定位模块c303采集电流极5位置信息并将其传送至控制模块c301，所述控制模块c301将接收的电流极5位置信息传送至通信模块c302，通信模块c302将电流极5位置信息传送至通信模块a302，所述电源c304为定位模块c303、控制模块c301和通信模块c302供电；所述通信模块a102用于接受通讯模块b202和通信模块c302传送的位置信号，并将其传送至控制模块a101，控制模块a101利用得到的接地网中心点位置信息、电压极4位置信息、电流极5位置信息、电压信息和电流信息进行计算，得到接地阻抗测试结果，并对测试结果进行校正，校正结束后将校正结果传送至显示模块105。
[0035]
所述控制模块a101为stm32f103c8t6单片机，所述控制模块b201和控制模块c301为89s52单片机。
[0036]
所述电源a106为5vp1s3200可充电锂电池，电源b204和电源c304为5vp1s1800可充电锂电池。
[0037]
所述通信模块a102、通信模块b202和通信模块c302为sim800c gprs通信模块。
[0038]
控制模块a101与定位模块a103和通信模块a102之间、控制模块b201与定位模块b203和通信模块b202之间、控制模块c301与定位模块c303和通信模块c302之间均通过rs485串口进行通信。
[0039]
所述定位模块a103、定位模块b203和定位模块c303为atk1218-bd北斗定位模块。
[0040]
所述显示模块104为12864zk的lcd显示屏。
[0041]
所述输入模块105为薄膜按键键盘。
[0042]
应用本发明进行接地阻抗测试和校正的步骤如下：
[0043]
(1)按照三极法测试接地阻抗的方式布置电压极4、电流极5和测试系统1，将测试系统1与接地网中心、电压极4和电流极5连接，将电压极定位系统2置于电压极4处，将电流极定位系统4置于电流极5处；
[0044]
(2)电流极5采集电流信号，并传送至控制模块a101；
[0045]
(3)电压极4采集电压信号，并传送至控制模块a101；
[0046]
(4)定位模块a103采集接地网中心位置信息，并将其传送至控制模块a101；
[0047]
(5)定位模块b203采集电压极4的位置信息并将其传送至控制模块b201，所述控制模块b201将接收的电压极4位置信息传送至通信模块b202，通信模块b202将电压极4位置信息传送至通信模块a102，通信模块a102将接收的信息传送至控制模块a101；
[0048]
(6)定位模块c303采集电流极5位置信息并将其传送至控制模块c301，所述控制模块c301将接收的电流极5位置信息传送至通信模块c302，通信模块c302将电流极5位置信息传送至通信模块a102，通信模块a102将接收的信息传送至控制模块a101；
[0049]
(7)控制模块a101利用电压极4的位置信息和接地网中心的位置信息计算得到电压极4与接地网中心的距离d1，利用电流极5的位置信息和接地网中心的位置信息计算得到电流极5与接地网中心的距离d2，利用电压极4的位置信息和电流极5的位置信息计算得到电压极4与电流极5的距离d3，利用公式
[0050][0051]
来计算电压极4与接地网中心连线与电流极5与接地网中心连线之间的夹角θ；
[0052]
(8)控制模块a101利用电流极4采集的电流信息、电压极5采集的电压信息和电压极4与接地网中心连线与电流极5与接地网中心连线之间的夹角信息计算得到接地阻抗初始值z1；
[0053]
(9)利用输入模块105向测试系统1中输入接地网最大直径d，控制模块a101接收接地网最大直径信息，并利用公式
[0054][0055]
对接地阻抗初始值进行校正，得到校正后的接地阻抗值z。
[0056]
(10)控制模块a101将计算校正得到的接地阻抗值，发送至显示模块104，并通过显示模块104将接地阻抗值显示给使用者。
[0057]
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。