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基于无线能量传输的中压电气设备在线监测的研究

发布时间:2018-04-30 08:27

  本文选题:无线能量传输 + 磁耦合谐振 ; 参考:《福州大学》2014年硕士论文


【摘要】:中压配电网具有供电面广、配电点多、容量大的特点,是区域供电的主干网络。其电气设备的在线监测,保障电网安全稳定运行,对打造坚强智能电网具有重要意义。然而,中压电气设备一次侧电压等级高,承载大电流。强电磁环境使得电气设备的监测变得困难,具体的问题有高压侧的监测设备供电、传感数据采集、高低压之间的数据传输、电气绝缘等。近年来,无线能量传输技术备受关注,并在许多领域的应用得到广泛的研究。其中,磁耦合谐振方式能够很好地实现中距离的电能传输,发射和接收端没有电气连接。利用无线电能传输距离,保证高低压侧之间足够的电气间距,实现低压侧向高压一次侧有效的电能传输,为传感监测设备供电。本文概述中压电气设备在线监测技术的研究现状,介绍了无线能量传输技术的工作方式,分析磁耦合谐振的工作原理、仿真和实验电能传输的影响因素。设计合适的无线能量传输系统用于高低压之间的电能传输,采用E类高频逆变方式作为低压侧的激励源,产生交变磁场,利用电容补偿和电路谐振提高传输距离和效率,在高压侧电能接收端高频整流、稳压,输出稳定的电能。提供高压侧关键参量的检测方法,阐述相关的传感检测原理,设计检测电路,构建大电流和高压实验环境,实现基于高压侧温度、电流、电压等参数的实时监测。无线ANT具有低功耗的优点,选择相应的工作模式,实现高低压之间的数据传输。实验整个监测系统的供电平衡和无线通信情况。最后,总结论文的研究内容和提出进一步的研究方向。论文中的在线监测系统,高低压侧之间的能量和数据都以无线形式传输,没有电气连接,绝缘可靠,安装位置灵活;传感数据的采集均处于高压侧,具有检测数据灵敏准确、可靠绝缘的优点;为实现中压电气设备在线监测提供了新的思路和方法。
[Abstract]:The medium-voltage distribution network is the main network of regional power supply because of its wide power supply, multiple distribution points and large capacity. The on-line monitoring of electrical equipment to ensure the safe and stable operation of power grid is of great significance to build a strong smart grid. However, the middle voltage electrical equipment primary side voltage level is high, bearing large current. The strong electromagnetic environment makes the monitoring of electrical equipment difficult. The specific problems include high voltage side monitoring equipment power supply, sensor data acquisition, data transmission between high and low voltage, electrical insulation and so on. In recent years, wireless energy transmission technology has attracted much attention, and has been widely studied in many fields. The magnetically coupled resonance mode can realize the middle distance electric power transmission, and there is no electrical connection between the transmitter and receiver. The radio energy transmission distance is used to ensure the enough electric distance between the high and low voltage side to realize the effective electric energy transmission from the low voltage side to the high voltage primary side and to supply the power for the sensor monitoring equipment. This paper summarizes the research status of on-line monitoring technology for medium voltage electrical equipment, introduces the working mode of wireless energy transmission technology, analyzes the working principle of magnetic coupling resonance, the influence factors of simulation and experimental power transmission. A suitable wireless energy transmission system is designed for electric power transmission between high and low voltage. Class E high frequency inverter is used as the excitation source of low voltage side to produce alternating magnetic field, and capacitance compensation and circuit resonance are used to improve the transmission distance and efficiency. High-frequency rectifier at the high-voltage side of the power receiver, stable voltage, output stable electrical energy. The detection method of the key parameters of the high voltage side is provided, the principle of sensing detection is expounded, the detection circuit is designed, and the high current and high voltage experimental environment is constructed to realize the real time monitoring based on the temperature, current, voltage and other parameters of the high voltage side. Wireless ANT has the advantage of low power consumption, so the data transmission between high and low voltage can be realized by selecting the corresponding working mode. The power balance and wireless communication of the whole monitoring system are tested. Finally, the paper summarizes the research content and puts forward the further research direction. In the on-line monitoring system of the paper, the energy and data between the high and low voltage side are transmitted in wireless form. There is no electrical connection, the insulation is reliable, the installation position is flexible, the sensor data collection is in the high voltage side, has the detection data sensitive and accurate, The advantages of reliable insulation provide new ideas and methods for on-line monitoring of medium voltage electrical equipment.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM724

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