电场积分法输电线路电压测量方法与系统研究

发布时间：2023-06-03 23:23

　　电力系统中,线路电压的准确测量对电能计算、过电压在线监测、继电保护等方面均具有重要意义。目前,基于场式传感器非接触式测量输电线电压的方法得到了广泛的研究。其中,利用电场逆问题计算求解电压的方法存在求解困难,难以标定的问题,而采用高斯算法的电场数值积分存在积分节点位置不合理的问题,而且精度有待提高。针对于此,提出了基于D-dot电场传感器的空间电场积分求取输电线路电压的方法。设计了差分式D-dot电场传感器和基于电场积分法的电压测量系统,并基于切比雪夫积分算法,通过仿真与试验证明了所提出的电场积分法的可行性,为电力系统电压的非接触式测量提供了一种新的测量方法和系统。论文的主要工作包括以下几个方面:(1)积分路径选择和积分区间分段优化。根据输电线路空间电场的保守性,从理论上证明了电场积分法测量线路电压的可行性,并确立了以输电导线垂直地面的铅垂线作为积分路径;对切比雪夫算法积分公式进行了推导,提出对积分路径进行分段线性化处理,并得到了分段区间各自的积分节点位置和积分权重。由于节点位置与积分权重均只与输电线路至地面垂直距离d相关,因此将不同电压线路对地距离带入文中相关公式和表格中,可快速得到该...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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英文摘要
1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 传统接触式电压互感器
        1.2.2 电场测量方法综述
        1.2.3 基于电场逆问题法求解电压方法
        1.2.4 基于电场积分数值积分求解电压方法
    1.3 本文主要研究内容
2 电场积分法输电线路电压测量原理
    2.1 引言
    2.2 输电线路电场的保守性
    2.3 电场积分路径选择
    2.4 切比雪夫算法的电场积分
    2.5 切比雪夫算法改进
        2.5.1 积分区间分段优化
        2.5.2 切比雪夫算法分区间改进
        2.5.3 电场积分法实施方案
    2.6 本章小结
3 输电线路电场仿真与电场积分计算
    3.1 引言
    3.2 输电线路三维仿真模型
        3.2.1 输电线路电场分布
        3.2.2 合成场强
    3.3 积分方案分析与计算
        3.3.1 积分节点配置方案一
        3.3.2 积分节点配置方案二
        3.3.3 积分节点配置方案三
    3.4 三相电压还原
    3.5 本章小结
4 电场积分法输电线路电压测量系统
    4.1 引言
    4.2 系统总体设计
    4.3 D-dot电场传感器设计
        4.3.1 D-dot传感器测量电场原理
        4.3.2 传感器制作
        4.3.3 传感器阻抗参数测量
    4.4 系统硬件电路设计
        4.3.1 差分放大电路
        4.3.2 滤波与电平抬升电路
        4.3.3 数据无线传输
        4.3.4 硬件电路的程序设计
    4.5 LabVIEW主机设计
        4.5.1 软件总体程序设计
        4.5.2 读取数据程序设计
        4.5.3 数据处理模块设计
        4.5.4 积分算法程序设计
        4.5.5 波形分析
        4.5.6 监测界面设计
    4.6 本章小结
5 输电线路电压测量试验
    5.1 引言
    5.2 试验平台
    5.3 传感器性能测试
    5.4 线路电压测量试验
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读硕士学位期间申请专利
    C.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3830237