基于PCB空心线圈传感器的接地网导体位置磁场法检测
发布时间：2021-05-24 12:47
接地网作为变电站安全可靠运行的必要设备之一,其接地性能好坏直接关系着站内工作人员的安全和电力设备的正常运行,因此规定接地网运行十年后需要定期开挖检测其导体腐蚀状态。但是由于早期设计图纸保存不当或者未严格按照设计图纸进行施工,导致接地网导体实际位置未知,导体开挖时无法准确有效的确定埋设位置而浪费大量人力物力。同时,根据电网络原理提出的接地网腐蚀诊断方法依赖于导体实际位置,因此其诊断结果受限于接地网导体位置的精确性。本文基于异频交流激励源与多块四层PCB（Printed Circuit Board,印制电路板）空心线圈串联制成的磁场传感器阵列,针对接地网图纸缺失遗漏或者实际施工与设计图纸不相符的接地网导体位置进行磁场法检测。针对变电站背景磁场噪声的干扰,采用了特定频率的交流激励源产生磁场信号,设计的磁场传感器测量精度可以达到nT级别,同时采用多级带通滤波器进行磁场信号处理,根据磁场峰值分布确定接地网导体位置信息,为后续的接地网开挖定位和腐蚀诊断提供依据。本文的主要研究内容有:（1）对有限长载流单导体空间磁场分布的特性进行了计算。根据单导体推导出了载流矩形导体的空间磁场分布计算公式,进一步根...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 接地网优化设计现状
1.2.2 接地网导体腐蚀诊断现状
1.3 接地网导体位置检测意义
1.4 本文主要研究工作
2 接地网导体位置磁场法检测原理及意义
2.1 磁场法原理
2.1.1 有限长载流单导体空间磁场分布计算
2.1.2 载流网格导体空间磁场分布计算
2.2 接地网整体模型空间磁场分布仿真
2.3 小结
3 基于PCB空心线圈磁场传感器设计
3.1 磁场测量传感器的选择
3.2 基于PCB空心线圈磁场传感器设计
3.2.1 基于PCB空心线圈磁场测量原理
3.2.2 基于多层板PCB线圈串联设计
3.2.3 磁场信号后级放大滤波电路设计
3.3 基于PCB空心线圈磁场传感器性能测试
3.3.1 磁场测量准确性测试
3.3.2 带通滤波电路仿真测试
3.4 小结
4 系统装置整体设计与实现
4.1 测量装置方案总体设计
4.2 激励源模块设计
4.2.1 信号发生电路
4.2.2 功率放大电路
4.2.3 输出电流质量测试
4.3 磁场信号采集装置设计
4.3.1 磁场采集模块供电模块
4.3.2 磁场信号采集通道控制模块
4.4 通信方案设计方案
4.5 装置整体组装设计
4.6 小结
5 实验测试与分析
5.1 实验室模拟测试
5.1.1 单导体测试
5.1.2 田字格导体测试
5.2 变电站现场测试
5.3 小结
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的学术论文
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]接地网防护涂层材料的电化学腐蚀特性[J]. 万强,刘辉东,王如意,李正刚,陈燕鸣,杨兵. 武汉大学学报(工学版). 2015(06)
[2]基于微分法的接地网拓扑结构检测[J]. 王晓宇,何为,杨帆,祝郦伟,刘兴平. 电工技术学报. 2015(03)
[3]柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用[J]. 胡元潮,阮江军,龚若涵,刘振武,吴泳聪,文武. 电网技术. 2014(10)
[4]瞬变电磁法视电阻率成像的接地网断点诊断方法[J]. 付志红,余慈拱,侯兴哲,张淮清,秦善强. 电工技术学报. 2014(09)
[5]基于二进制遗传算法的接地网导体缺失诊断[J]. 刘渝根,田资,雷超,尚龙龙,谢丽娜,柴艳莉. 高电压技术. 2014(05)
[6]变电站接地网导体与网格结构探测方法[J]. 刘洋,江明亮,崔翔. 电工技术学报. 2013(05)
[7]接地网扁钢超声导波检测试验研究[J]. 王炯耿,林群,罗宏建,周重回,张浩权. 浙江电力. 2012(04)
[8]不等间距布置导体的接地网优化设计[J]. 左鹏,魏冲,邹军,袁建生. 高电压技术. 2011(09)
[9]拓扑结构改变对接地网故障诊断的影响分析[J]. 刘渝根,徐峰,刘小二,刘敏. 高压电器. 2010(12)
[10]恒电流充电曲线技术测量碳钢接地网腐蚀速率[J]. 张秀丽,杨妮,骆平,王应高. 中国电机工程学报. 2010(14)
博士论文
[1]土壤参数反演和接地网优化问题研究[D]. 张露.武汉大学 2014
[2]基于分层约简模型的接地网腐蚀故障诊断研究[D]. 王树奇.西安科技大学 2009
[3]变电站接地网缺陷诊断方法和技术的研究[D]. 刘洋.华北电力大学（河北） 2008
[4]电阻抗静态成像中正则化算法研究[D]. 黄嵩.重庆大学 2005
[5]大型接地网工频接地参数的计算和测量[D]. 鲁志伟.武汉大学 2004
硕士论文
[1]基于卷积神经网络的接地网腐蚀程度分类方法研究[D]. 王海霞.西安科技大学 2017
[2]接地网材料腐蚀分类的研究与实现[D]. 刘文惠.西安科技大学 2016
[3]接地网材料在我国典型土壤环境下的腐蚀研究[D]. 陈散兴.机械科学研究总院 2016
[4]接地网冲击特性分析及其优化设计[D]. 罗翊君.湖南大学 2015
[5]基于磁阻效应的地磁场探测研究[D]. 郭鑫.电子科技大学 2015
[6]接地网的电阻抗成像系统与方法研究[D]. 代锋.重庆大学 2015
[7]接地网腐蚀诊断及腐蚀对接地网性能影响评估方法研究[D]. 黄胜鑫.重庆大学 2015
[8]变电站接地网腐蚀规律的研究及预测模型[D]. 李娜.西安科技大学 2014
[9]变电站接地网材料在模拟土壤中的腐蚀行为研究[D]. 黄涛.昆明理工大学 2014
[10]基于电阻抗逆问题的接地网故障诊断及分区诊断研究[D]. 史庆岩.重庆大学 2013
本文编号：3204219
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 接地网优化设计现状
1.2.2 接地网导体腐蚀诊断现状
1.3 接地网导体位置检测意义
1.4 本文主要研究工作
2 接地网导体位置磁场法检测原理及意义
2.1 磁场法原理
2.1.1 有限长载流单导体空间磁场分布计算
2.1.2 载流网格导体空间磁场分布计算
2.2 接地网整体模型空间磁场分布仿真
2.3 小结
3 基于PCB空心线圈磁场传感器设计
3.1 磁场测量传感器的选择
3.2 基于PCB空心线圈磁场传感器设计
3.2.1 基于PCB空心线圈磁场测量原理
3.2.2 基于多层板PCB线圈串联设计
3.2.3 磁场信号后级放大滤波电路设计
3.3 基于PCB空心线圈磁场传感器性能测试
3.3.1 磁场测量准确性测试
3.3.2 带通滤波电路仿真测试
3.4 小结
4 系统装置整体设计与实现
4.1 测量装置方案总体设计
4.2 激励源模块设计
4.2.1 信号发生电路
4.2.2 功率放大电路
4.2.3 输出电流质量测试
4.3 磁场信号采集装置设计
4.3.1 磁场采集模块供电模块
4.3.2 磁场信号采集通道控制模块
4.4 通信方案设计方案
4.5 装置整体组装设计
4.6 小结
5 实验测试与分析
5.1 实验室模拟测试
5.1.1 单导体测试
5.1.2 田字格导体测试
5.2 变电站现场测试
5.3 小结
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的学术论文
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]接地网防护涂层材料的电化学腐蚀特性[J]. 万强,刘辉东,王如意,李正刚,陈燕鸣,杨兵. 武汉大学学报(工学版). 2015(06)
[2]基于微分法的接地网拓扑结构检测[J]. 王晓宇,何为,杨帆,祝郦伟,刘兴平. 电工技术学报. 2015(03)
[3]柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用[J]. 胡元潮,阮江军,龚若涵,刘振武,吴泳聪,文武. 电网技术. 2014(10)
[4]瞬变电磁法视电阻率成像的接地网断点诊断方法[J]. 付志红,余慈拱,侯兴哲,张淮清,秦善强. 电工技术学报. 2014(09)
[5]基于二进制遗传算法的接地网导体缺失诊断[J]. 刘渝根,田资,雷超,尚龙龙,谢丽娜,柴艳莉. 高电压技术. 2014(05)
[6]变电站接地网导体与网格结构探测方法[J]. 刘洋,江明亮,崔翔. 电工技术学报. 2013(05)
[7]接地网扁钢超声导波检测试验研究[J]. 王炯耿,林群,罗宏建,周重回,张浩权. 浙江电力. 2012(04)
[8]不等间距布置导体的接地网优化设计[J]. 左鹏,魏冲,邹军,袁建生. 高电压技术. 2011(09)
[9]拓扑结构改变对接地网故障诊断的影响分析[J]. 刘渝根,徐峰,刘小二,刘敏. 高压电器. 2010(12)
[10]恒电流充电曲线技术测量碳钢接地网腐蚀速率[J]. 张秀丽,杨妮,骆平,王应高. 中国电机工程学报. 2010(14)
博士论文
[1]土壤参数反演和接地网优化问题研究[D]. 张露.武汉大学 2014
[2]基于分层约简模型的接地网腐蚀故障诊断研究[D]. 王树奇.西安科技大学 2009
[3]变电站接地网缺陷诊断方法和技术的研究[D]. 刘洋.华北电力大学（河北） 2008
[4]电阻抗静态成像中正则化算法研究[D]. 黄嵩.重庆大学 2005
[5]大型接地网工频接地参数的计算和测量[D]. 鲁志伟.武汉大学 2004
硕士论文
[1]基于卷积神经网络的接地网腐蚀程度分类方法研究[D]. 王海霞.西安科技大学 2017
[2]接地网材料腐蚀分类的研究与实现[D]. 刘文惠.西安科技大学 2016
[3]接地网材料在我国典型土壤环境下的腐蚀研究[D]. 陈散兴.机械科学研究总院 2016
[4]接地网冲击特性分析及其优化设计[D]. 罗翊君.湖南大学 2015
[5]基于磁阻效应的地磁场探测研究[D]. 郭鑫.电子科技大学 2015
[6]接地网的电阻抗成像系统与方法研究[D]. 代锋.重庆大学 2015
[7]接地网腐蚀诊断及腐蚀对接地网性能影响评估方法研究[D]. 黄胜鑫.重庆大学 2015
[8]变电站接地网腐蚀规律的研究及预测模型[D]. 李娜.西安科技大学 2014
[9]变电站接地网材料在模拟土壤中的腐蚀行为研究[D]. 黄涛.昆明理工大学 2014
[10]基于电阻抗逆问题的接地网故障诊断及分区诊断研究[D]. 史庆岩.重庆大学 2013
本文编号：3204219
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3204219.html
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