光纤电流互感器取电电源研究

发布时间：2023-02-05 18:52

　　国民经济的迅速发展,对电网的安全可靠运行提出了更高的要求,智能电网的概念应运而生。供电可靠性需要大量在线监测设备提供的实时数据来保证,主要在线监测设备有电子式电流互感器、分布式行波测距监测及输电线路风偏监测等,其中利用光纤传输信号的电子式电流互感器成为研究热点。光纤电流互感器除了用于各电压等级的变电站,还用于架空线的测量和保护。架空线处于野外环境中,常规电源难以向设备供电。因此在这种环境下,设备供电成为一个难以解决的问题。在目前供电方式中,利用电流互感器从母线直接感应取能,由于电流互感器的体积较小、成本较低、可靠性高而成为实用化程度最高的方式。该类电源工作时其母线电流的工作范围从几安直至上千安,若为了满足设备的最小启动电流要求,则在大母线电流下工作时,常伴随铁芯饱和及深度饱和的现象。饱和时铁芯的励磁电流不仅会导致铁芯发热,产生的铁磁谐振还将影响电源的寿命。更重要的是,铁芯的功率输出会受到严重影响。现有电流互感器取能电源的设计中,对铁芯在饱和状态下输出功率的计算及分析只能通过外接电源电路及负载实测的方法来实现,该方法不利于铁芯及电源的设计。本文运用有限元仿真分析的方法,分析铁芯磁路模型,...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 光纤电流互感器高压侧供能常用方式
    1.3 取能CT设计的关键问题
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 取能CT的原理分析
    2.1 电磁学理论
        2.1.1 磁通连续性原理
        2.1.2 安培环路定理
        2.1.3 电磁感应定律
    2.2 取电电源的电路模型
        2.2.1 取电原理
        2.2.2 取电CT输出功率分析
    2.3 取能电源的磁场分析
        2.3.1 铁芯材料特性
        2.3.2 铁芯饱和对感应电动势的影响
        2.3.3 影响铁芯饱和的因素
        2.3.4 开口铁芯的磁路模型及计算
    2.4 本章小结
第三章 取能CT的仿真分析
    3.1 Ansys EM简介及仿真过程
        3.1.1 Ansys EM介绍
        3.1.2 电磁场在有限元中的应用
        3.1.3 仿真过程
    3.2 闭合铁芯分析
        3.2.1 建模参数设置
        3.2.2 原边电流对二次电压的影响
        3.2.3 铁芯尺寸对二次电压的影响
        3.2.4 负载对电压的影响
    3.3 含气隙铁芯分析
        3.3.1 建模参数设置
        3.3.2 气隙大小对二次电压的影响
        3.3.3 原边电流对电压的影响
        3.3.4 负载对电压的影响
    3.4 本章小结
第四章 实验数据分析
    4.1 铁芯与副边匝数设计
    4.2 实验过程及实测数据
    4.3 仿真数据与实测结果对比
        4.3.1 数据对比图
        4.3.2 波形对比
        4.3.3 磁感应云图对比
        4.3.4 仿真数据三维图
    4.4 本章小结
第五章 电源硬件设计
    5.1 过压保护及开关管控制模块
        5.1.1 过压保护
        5.1.2 开关管控制
    5.2 整流滤波模块
    5.3 直流电压转换模块
    5.4 实验
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
在读期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3735498