基于电场感应的非接触式行波传感技术的研究

发布时间：2017-10-13 17:15

  本文关键词：基于电场感应的非接触式行波传感技术的研究

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【摘要】：随着电力系统的扩张,以及输电线路的输送能力的提高,输电线长度也在逐年增长。一旦输电线路发生故障,故障位置将会很难查找,所以行波测距法的研究和应用已成为热门课题。在行波测距法中,传感器起到重要的作用。现已有多种传感器应用在行波测距中,但仍存在一定问题,如电磁式电压互感器因铁芯线性范围影响有较大的误差;电容式电压互感器二次侧不能实施跟踪一次侧的电压变化;电流互感器暂态特性差、易饱和、易受电磁干扰;Rogowski线圈不便安装,论文设计了一种基于电场感应原理的非接触式行波传感器,应用于输电线路中不改变线路结构,且故障反射波形的传变较为精确。论文首先根据国内外对输电线路行波传感技术进行研究,分析了现有传感技术的优点和存在的问题,最后通过研究金属导体在电场中的感应能力,选用铝材料设计基于电场感应原理的非接触式行波传感器。通过分析非接触式行波传感器的理论模型建立等效电路模型。使用仿真及实验的方法研究非对称型结构、对称型结构下距离、面积参数的改变对故障行波信号采样精度的影响,得到金属板与被测导线距离越近且越接近于金属板的直径时故障行波信号传变特性越好的结论;而介质参数的影响则是相对介电常数越大,故障行波信号传变特性越好。再根据非接触式行波传感器采样信号存在噪声干扰及幅值过大的缺点设计了滤波电路及衰减电路,并通过研究采样率及存储容量设计测距范围为3m~1500m的高速数据采集模块。论文最后搭建实验测距系统将非接触式行波传感器置于故障测距系统进行了测试,根据测试的结果和数据可以看出论文设计的非接触行波传感器实现了故障点的定位,其中对短路故障以及断路故障的定位精度都在2米以内,并且对同一故障的重复性测试效果均较好。
【关键词】：非接触式 行波传感技术 故障测距 传变特性 参数影响
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM755;TP212
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 行波传感器国内外研究现状8-12
• 1.3 论文研究的主要内容及章节安排12-14
• 第2章 基于电场感应的非接触式行波传感技术理论分析14-26
• 2.1 故障行波测距原理14-16
• 2.2 输电线路电场分布16-19
• 2.3 导体与周围电场感应关系19-22
• 2.4 非接触式行波传感器模型建立22-25
• 2.4.1 非接触式行波传感器的理论模型22-24
• 2.4.2 非接触式行波传感器等效电路模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 非接触式行波传感器传变特性研究26-53
• 3.1 非对称型结构中参数对传感器传变特性的影响26-30
• 3.1.1 金属板与导线的距离对传感器传变特性的影响26-28
• 3.1.2 金属板与导线间介质对传感器传变特性的影响28-30
• 3.2 对称型结构中参数对传感器传变特性的影响30-49
• 3.2.1 金属板之间的距离与面积对传感器传变特性的影响30-46
• 3.2.2 金属板之间的介质对传感器传变特性的影响46-49
• 3.3 屏蔽结构对传感器传变特性的影响49-50
• 3.4 本章小结50-53
• 第4章 非接触式行波传感器输出调理电路53-61
• 4.1 滤波电路的设计53-55
• 4.1.1 噪声信号的来源53
• 4.1.2 滤波器的选取53-55
• 4.2 衰减电路的设计55-56
• 4.3 高速数据采集模块的设计56-60
• 4.3.1 高速数据采集模块定位精度的研究56-57
• 4.3.2 高速数据采集模块电路的设计57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 实验测距系统搭建及实验研究61-73
• 5.1 故障测距实验系统搭建61
• 5.2 实验方案设计61-67
• 5.2.1 实验设备61-65
• 5.2.2 线路类型65-66
• 5.2.3 实验内容66-67
• 5.3 实验数据及误差分析67-71
• 5.4 本章小结71-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 论文总结73
• 6.2 论文展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78

【参考文献】

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本文编号：1026097