一种变电站暂态电磁环境测试方法

1.一种变电站暂态电磁环境测试方法，其测试步骤如下：
1)选用测试仪器：选择符合国际IEC61000-4电磁兼容标准要求的测试仪器，采用非选频式宽带辐射测量仪，测量频率为24～2000Hz的工频电、磁场强度，频率为100k～30GHz的射频电、磁场强度；
2)选择测试点：选择地势平坦，以发生暂态干扰源的点为中心、离就地智能设备的距离为半径划定的圆周上，取无遮挡的位置作为测试仪器安放位置；
3)安装测试探头：测试仪器的测试探头要求与产生暂态干扰源的点之间无物体遮挡，测试探头放置在木质支架上，离地面1～2m；
4)在变电站暂态过程发生前测试一个稳态的背景数据，采用每1分钟读一个数据、取3～5次数据的平均值的稳态测试方法来得到变电站工频和射频电、磁场背景值；变电站暂态过程发生时，通过记录工频、射频电、磁场强度最大值的方法获得暂态数据；测量仪器读取的电场强瞬时值的单位为V/m，磁场强度单位为μT，在空气介质中，1μT相当于0.8A/m，按下列公式计算：
背景值计算：
变化值计算：ΔE1＝E1max-Ep1，ΔB1＝B1max-Bp1；
           ΔE2＝E2max-Ep2，ΔB2＝B2max-Bp2；
式中，Ep1/Bp1：工频电/磁场平均值；Ep2/Bp2：射频电/磁场平均值；n：平均值读取次数，3-5次；E1max/B1max：工频电/磁场最大值；E2max/B2max：射频电/磁场最大值；ΔE1/ΔB1：暂态工频电/磁场变化值；ΔE2/ΔB2：暂态射频电/磁场变化值；
5)数据分析：分析放置在该位置的电子设备的抗干扰性能能否满足要求。
2.根据权利要求1所述的变电站暂态电磁环境测试方法，其特征在于测试时，试验人员远离测量仪器的测试探头至少要2.5m。
3.根据权利要求1所述的变电站暂态电磁环境测试方法，其特征在于测试现场的环境湿度在80％以下。
4.根据权利要求1所述的变电站暂态电磁环境测试方法，其特征在于每次测试试验前都需读取试验前的背景数据。

一种变电站暂态电磁环境测试方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及与电力系统相关的变电站内暂态过程电磁兼容性的测试，具体地说是一种变电站现场暂态电磁环境的测试方法。\n背景技术\n[0002] 变电站作为一个较强电磁辐射骚扰源，在运行时会产生各类电磁干扰。以微电子和计算机技术为基础的二次设备，如继电保护、远动、通信设备等是干扰的敏感者，极易受到干扰影响而出现误动、程序运行异常等非正常工作状态，甚至造成元器件或者设备损坏。\n为此变电站的二次设备均需要通过各类抗电磁干扰的试验后方可投入使用，并且设备安装在电磁屏蔽较好电子小室内。随着电网智能变电站全面建设，变压器在线检测终端、保护与控制智能终端、电子式互感器等智能电子设备就地化安装，这些设备离变电站的骚扰源更近，运行环境更差。对采用高频率低电压微处理器的就地智能设备抗干扰性能将面临更大挑战。\n[0003] 目前电磁兼容试验中比较重视电子产品的抗干扰试验(EMC测试)，而对电力系统暂态电磁骚扰(EMI测试)的测试较少，最常见的骚扰源测试(如电动工具、家用电器等)也是在试验室环境下进行。电力系统电磁环境(骚扰)的测量方法，也仅限于电力系统正常运行工况下进行。如标准GB/T 998-2005《高压交流架空送电线路、变电站工频电场和磁场测量方法》，提出的是一种对于稳态工频电磁场强度的测试。这种测试通常采用每1min读一个数，取5min的平均值的测量读数方法，提供电力系统正常运行下的电磁环境评价。不适用于电力系统短路故障和开关刀闸操作等暂态过程中电磁场强度的测试和评价。在电力系统的暂态过程中除了工频电磁场外，主要是以射频范围内的电磁场。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种在变电站现场有效测试暂态过程电磁场环境(骚扰度)的方法。\n[0005] 为此，本发明采用如下的技术方案：一种变电站暂态电磁环境测试方法，其测试步骤如下：\n[0006] 1)选用测试仪器：选择符合国际IEC61000-4电磁兼容标准要求的测试仪器，采用非选频式宽带辐射测量仪，测量频率为24～2000Hz的工频电、磁场强度，频率为100k～\n30GHz的射频电、磁场强度；\n[0007] 2)选择测试点：选择地势平坦，以发生暂态干扰源的点为中心、离就地智能设备的距离为半径划定的圆周上，取无遮挡的位置作为测试仪器安放位置；\n[0008] 3)安装测试探头：测试仪器的测试探头要求与产生暂态干扰源的点之间无物体遮挡，测试探头放置在木质支架上，离地面1～2m；\n[0009] 4)在变电站暂态过程发生前测试一个稳态的背景数据，采用每1分钟读一个数据、取3～5次数据的平均值的稳态测试方法来得到变电站工频和射频电、磁场背景值；变电站暂态过程发生时，通过记录工频、射频电、磁场强度最大值的方法获得暂态数据；测量仪器读取的电场强瞬时值的单位为V/m，磁场强度单位为μT，在空气介质中，1μT相当于0.8A/m，按下列公式计算：\n[0010] 背景值计算：\n[0011]\n[0012] 变化值计算：ΔE1＝E1max-Ep1，ΔB1＝B1max-Bp1；\n[0013]            ΔE2＝E2max-Ep2，ΔB2＝B2max-Bp2；\n[0014] 式中，Ep1/Bp1：工频电/磁场平均值；Ep2/Bp2：射频电/磁场平均值；n：平均值读取次数，3-5次；E1max/B1max：工频电/磁场最大值；E2max/B2max：射频电/磁场最大值；ΔE1/ΔB1：暂态工频电/磁场变化值；ΔE2/ΔB2：暂态射频电/磁场变化值；\n[0015] 5)数据分析：分析放置在该位置的电子设备的抗干扰性能能否满足要求。\n[0016] 本发明研究和分析电力系统暂态过程中产生电磁场特征，并结合相关电磁兼容国家标准和实际工况，确定测试电力系统暂态过程中电磁场强频段和骚扰类型。根据暂态电磁场的特点，在变电站隔离刀闸操作、弧光短路、接地短路等暂态过程中产生电磁场频域较宽，在测试中采用非选频式宽带辐射测量仪。确定测量频率为24～2000HZ的工频电、磁场强度，频率为100k～30GHz的射频电、磁场强度两大类型。\n[0017] 现场实测工频、射频电、磁场值最大值应小于以下标准中最高等级值：《限制时变电场、磁场和电磁场曝露的导则(300GHz以下)》的职业暴露限值；GB/T 17626.8-1998电磁兼容试验和测量技术/工频磁场抗扰度试验；GB/T 17626.3-1998电磁兼容试验和测量技术/射频电磁场辐射抗扰度试验。\n[0018] 测试时，试验人员远离测量仪器的测试探头至少要2.5m；测试现场的环境湿度在\n80％以下；每次测试试验前都需读取试验前的背景数据。\n[0019] 本发明能有效测量变电站内暂态过程中工频、射频电磁场变化，对变电站内智能设备就地化安装的电磁环境评估有实用意义。\n[0020] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。\n具体实施方式\n[0021] 本发明在某变电站人工接地短路试验中测量暂态电磁场干扰源的步骤如下：\n[0022] 1.测试仪器选择：选用PMM公司的8053A辐射电磁分析仪和EHP-50C工频探头，测量频率为24～2000HZ的工频电磁场，以及NBM550电磁辐射分析仪和EF0391探头，测量频率为\n100k～30GHz的射频电场。\n[0023] 2.测试点选择：选择地势平坦，以发生暂态干扰源的点为中心，离就地智能设备的距离为半径划定的圆周上，取无遮挡的位置作为测试设备安放位置。\n[0024] 3.测试探头安装：在选定的测试位置处，测试探头要求与产生暂态干扰源的点(接地短路试验的短路点或者要操作的开关、刀闸)之间无物体遮挡。测试探头放置在木质支架上面，离地面1～2m位置，为避免通过测量仪表的支架泄漏电流；为了测量安全，要求现场环境湿度应在80％以下；测试电场强度时，测试人员应离测量仪表的探头足够远，一般情况下至少要2.5m，避免在仪表处产生较大的电场畸变。\n[0025] 4.为了测试电力系统暂态过程中电、磁场变化，必须在电力系统暂态过程发生前测试一个稳态的背景数据，采用稳态测试的方法获得稳态数据(读取1分钟内的平均电、磁场值)，读取3～5次数据计算出工频和射频电、磁场背景值。\n[0026] 5.在测量暂态电、磁场强度时，选用符合暂态特征频率的探头，仪表读数清零，测试仪设置在记录最大值的模式下，记录变化过程中的电、磁场强度最大值。\n[0027] 测试时，试验人员应远离测量仪表的探头足够远，一般情况下至少要2.5m，试验结束后，从仪表上读取数据。\n[0028] 6.将电、磁场强度测量仪表的读数清零，进行下一次试验，每次试验前度应读取试验前的背景数据。\n[0029] 7.试验数据分析：在根据几次试验测量到的工频、射频电磁场强度的最大值，分析放置在该位置的电子设备的抗干扰性能能否满足要求。\n[0030] 8.采用的评价标准：试验过程中检测各就地智能设备告警、异常信息，检测就地设备上传的采样值和动作行为正确性。电、磁场实测值应小于如下表电磁环境评价标准值：\n[0031]