基于電場(chǎng)耦合原理的電壓測(cè)量裝置設(shè)計(jì)研究.pdf

1、電壓測(cè)量是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié),在電能計(jì)量、繼電保護(hù)以及自動(dòng)化設(shè)備控制等方面都具有舉足輕重的影響,保證其準(zhǔn)確度與可靠性對(duì)維護(hù)電能貿(mào)易結(jié)算公平、保證電網(wǎng)安全運(yùn)行以及推動(dòng)智能電網(wǎng)的發(fā)展都具有重要意義。傳統(tǒng)的電壓互感器由于在體積、重量、絕緣成本、穩(wěn)態(tài)測(cè)量精度以及暫態(tài)響應(yīng)速度等方面的缺陷,已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越不適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。本文基于電場(chǎng)耦合原理,提出了一種新的電壓傳感器,期待在此基礎(chǔ)上發(fā)展一種非接觸式電力設(shè)備電壓測(cè)量方法。本文的主要工作

2、體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　?、偬岢隽送ㄟ^(guò)電場(chǎng)耦合原理來(lái)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備電壓測(cè)量的新思路,并通過(guò)理論推導(dǎo)證明了其可行性。在此基礎(chǔ)上研究了電場(chǎng)耦合傳感器的基本測(cè)量原理,并分析了其頻率特性,提出了適合于電力系統(tǒng)應(yīng)用的傳感器工作模式,為傳感器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。
　?、谔岢隽瞬顒?dòng)輸入結(jié)構(gòu)與多重電極并聯(lián)結(jié)構(gòu),用于解決電場(chǎng)耦合電壓傳感器在電力系統(tǒng)電壓測(cè)量中面臨的一系列問(wèn)題。分析了由于參數(shù)擾動(dòng)引起的傳感器誤差,并在此基礎(chǔ)上提出了傳感器的

3、優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化策略。通過(guò)電磁場(chǎng)有限元計(jì)算軟件Ansoft Maxwell對(duì)傳感器進(jìn)行建模與仿真,計(jì)算得到了最優(yōu)化的傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。為保證傳感器參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性,傳感器被制作成為印刷電路板的形式用于后續(xù)試驗(yàn)驗(yàn)證。
　?、墼O(shè)計(jì)了測(cè)量硬件電路,用于傳感器輸出測(cè)量電壓的信號(hào)調(diào)理與數(shù)字化采集。利用圖形編程開(kāi)發(fā)軟件LabVIEW編寫(xiě)了PC端軟件程序,具有良好的人機(jī)操作界面,實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集數(shù)據(jù)的圖形化顯示、分析和保存。通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)與U