高压电气设备在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电
本文选题:高压电气设备 + 在线监测 ; 参考:《高电压技术》2017年11期
【摘要】:无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气设备开关柜为应用场合,确定了磁谐振非接触电源关键参数,然后采用电路互感模型研究了引入效率系数kQ作为非接触电源磁谐振线圈的设计目标参数,在此基础上采用基于电磁场有限元仿真的方法优化设计了磁谐振线圈。在样机测试实验时,采用分别施加高电压大电流和开关柜多金属这2种环境来模拟非接触电源的实际工作环境。样机实验和运行结果表明:磁谐振非接触电源额定输出功率为0.5 W、电压为3.3 V,最大传输效率为32%,在最高工作环境电压为20 kV、电流为1 kA的实验中,以及金属部件多、工作环境恶劣的开关柜中有良好适应性。研究表明:磁谐振非接触电源不仅安装比较方便,而且可以给安装在高压侧的无线传感器提供稳定充足的电能;为提高电能传输效率,应尽可能提高效率系数kQ。
[Abstract]:Wireless sensor is the key component of high voltage electrical equipment on-line monitoring system, and the working power supply has become the key technology of its further development and application. For this reason, a scheme of using magnetic resonance non-contact power supply to supply on-line monitoring wireless sensor and the corresponding wireless sensor scheme is proposed. First of all, the key parameters of the magnetic resonance non-contact power supply are determined in the application of the typical high-voltage electrical equipment switchgear with many metal components and harsh working environment. Then, the efficiency coefficient KQ is introduced as the design objective parameter of the non-contact power supply magnetic resonance coil by using the circuit mutual inductance model. Based on this, the magnetic resonance coil is optimized based on the electromagnetic field finite element simulation method. In the test of prototype, the actual working environment of contactless power supply is simulated by applying high voltage and high current and switch cabinet polymetallic environment respectively. The prototype experiment and operation results show that the rated output power of the non-contact magnetic resonance power supply is 0.5 W, the voltage is 3.3 V, the maximum transmission efficiency is 32 and the maximum working environment voltage is 20 kV, the current is 1 Ka, and there are many metal components. There is good adaptability in the switchgear with poor working environment. The results show that the magnetic resonance contactless power supply is not only convenient to install, but also can provide stable and sufficient power to the wireless sensor installed on the high voltage side. In order to improve the power transmission efficiency, the efficiency coefficient KQ should be raised as much as possible.
【作者单位】: 福州大学电气工程与自动化学院;华电集团古田溪水力发电厂;
【基金】:国家自然科学基金(51207025) 福建省自然科学基金(2017J01689)~~
【分类号】:TM724
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,本文编号:1979165
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