电网非接触式过电压在线监测技术（最新）

另外在，相上也分别感应出峰值为，。

第五章过电压在线监测实验实验装置输电线感应线空开自耦调压器升压变断路器信号信号信号图实验电路图实验电路图如上所示，实验电源我们采用的是，的交流电，经过自耦变压器调压之后经升压器升压。

在工频实验中，我们高压输电线上的电压为到，为了做切空线等过电压实验，我们在电路中增加了三相真空接触器。

非接触式电压传感器为于输电线路之下，用环氧棒或者木架子做支撑。

高压输电线和传感器感应线的长度均为两米，采用塑料管和有机玻璃棒做支撑，以便让输电线和感应线更加直，更加平行。

感应线的末端接的电容，在电容的两端接同轴电缆获取感应线上的电压信号，并使电压信号的干扰减小。

此外，为了对非接触式传感器的性能有更深入的了解，我们在高压输电线路的首端接入和来分别获取信号，以便与感应线上得到的结果进行对比，了解非接触式电压传感器的特点。

我们接入的变比为，的变比为，并且两者的精度都比较好，能够为感应线数据的对比提供依据。

输电线和感应线均采用截面积为的带绝缘皮的铜导线。

实验装置的具体布置如图所示，为了模拟地面，我们将大块长方形的铝板放置在输电线路的下面，并将其与地线相连。

实验信号处理平台本装置采用拓普公司的并行数据采集卡，通道同步并行高速数据采集卡可扩展为通道，高精度，每通道最高采样率可同时达到，同时配有高达字节通道的大容量板载缓存，可实现多通道高速或超高速动态信号的实时记录。

此数据采集卡使用简单方便，只需插入电脑的主板，安装其专门的软件即可。

调压器绝缘支架铜线传感器铝板图实验装置摆放图在用采集卡测量之前，我们般先用万用表测量三个信号的电压有效值，并且用示波器观察其波形及相位关系。

采集卡非接触式电压传感器输电线工控机信号信号信号非接触图信号流图实验方案国内外现在对于基于多导线耦合原理的非接触式传感器的特性研究不是很多，基于这点，我们的实验主要针对此种传感器的特性。

通过改变绝缘支架的材料来研究绝缘支架对非接触式传感器的测量性能的影响。

在试验中，我们分别对木架子和环氧管做的架子两种情况进行测量。

通过实验研究当非接触式传感器的湿度改变时，非接触式传感器的性能变化。

因此我们在做木架子的实验时，对感应线及木制支撑进行浸湿处理，然后进行实验，将结果与没有浸湿时进行对比，研究其特性变化。

通过改变非接触式传感器感应线的高度和输电线的高度来研究高度对于非接触式传感器性能的影响。

通过改变感应线的长度来研究在输电线长度不变的情况下，传感器性能的变化。

通过改变感应线末端电容的大小来研究末端电容对传感器性能的影响。

做切空线或者雷电过电压实验，来研究高频情况下，非接触式传感器性能的变化。

实验数据处理与分析电容分压器对测量系统的影响实验中，三个信号都通过采集卡进行采集，由于采集卡的三个信道的分辨率样，而的变比为，的变比为，输电线的电压是感应线电压的多倍，因此，三个信号的电压等级相差比较大，为了在个采集卡上实现采集功能，我们在和的输出端加装个电容分压器，将其信号再次分压。

为了研究小电容分压器对测量系统的影响，我们用万用表测量各个信号的有效值如下表表各电压信号有效值输电线电压二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比二次侧电压上小电容分压器二次侧电压小电容分压器变比以输电线电压为横坐标，以和接小电容分压器后的电压为纵坐标，得到图。

由表可以得出，我们所接的小电容分压器的变比随着输电线电压的增大，基本上保持不变。

由图可以看出输电线电压与和接小电容分压器后电压呈现线性关系。

因此我们可以说，小电容分压器的接入对的影响不大。

输电线电压上小电容分压器二次侧电压输电线电压上小电容分压器二次侧电压图输电线电压与信号电压关系支撑材料对传感器的影响图采集卡得到的电压波形按幅值从大到小依次是信号信号感应线信号实验时感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。

表支撑材料对传感器特性影响电压等级木架子时感应线电压木架子时感应线电压为仿真电压倍数木架子时感应线电压相位误差度环氧管时感应线电压环氧管时时感应线电压为仿真电压倍数环氧管时感应线电压相位误差度由上表可知，当支撑材料为木架子时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度当支撑材料为环氧管时，感应线电压为仿真电压的倍，相位误差为滞后度。

由此可见，支撑材料对传感器的性能有影响，支撑材料为环氧管时，幅值误差和相位误差都有很大程度的减小。

湿度对传感器的影响表感应线浸湿后各电压值序号电压待级折算后电压误差折算后电压误差感应线折算后电压感应线电压与理论值倍数实验时采用木架子，感应线被水浸湿，感应线高，输电线高，输电线与感应线的长度均为，截面积均为，感应线末端电容为。

表感应线浸湿后各电压相位值序号母线电压电压相位度误差度电压相位度感应电压相位度误差度定的减小。

感应线的末端电容对传感器的性能影响不大。

第六章结论及展望结论本文从仿真计算以及实验三个方面对基于平行多导线耦合原理的非接触式传感器的特性进行了研究。

在仿真计算方面，我们仿真了单相直流，单相交流以及三相交流情三种情况下，非接触式传感器的特性，比较仿真与计算的结果，我们发现仿真的结果与我们编程计算的结果完全吻合，因此我们得出仿真中建立的模型是正确的，并且此原理的非接触式传感器能够用于过电压在线监测。

通过仿真我们对此种非接触式传感器的特性也有了进步的认识。

在实验方面，我们搭建了此种传感器的电压监测平台，以工频稳态电压为对象进行了实验，采集到了电压信号，并计算了实际测量的感应线电压与理论值的误差。

对于误差的来源我们也进行了分析，并确提出了改进的方案。

通过系列的实验，我们对传感器的性能有了更好的认识，也通过改进实验方案，提高了传感器的精度。

因此我们得出结论采用此种非接触式电压传感器对电网电压进行测量是可行的，并且具有定的精确度。

展望本文提出了新的非接触式传感器的原理，对其建立模型并进行仿真计算。

搭建了实验平台，通过实验对此种原理的传感器的可行性进行了研究，并对传感器的特性有了定程度的了解。

目前亟待努力的方向包括仿真模型没有完全按照实际电网的运行方式搭建，略显简单，下步工作希望根据真实系统建立模型进行研究，以求得到更好的效果。

实验平台局限在室内，且室内面积不大，可能对实验有影响，此外实验条件有限，实验装置尚需改进。

针对实验中得到的传感器特性的影响因素，我们需要进步改进实验方案，改善传感器的材料以并对其高度湿度进行控制以便改善传感器的性能。

进步改变传感器的些特征量，并进行实验，进步研究这些特征量对传感器特性的影响。

进行各种过电压实验，研究不同频率下传感器性能如何变化，以及怎样变化，并提出解决方案。

参考文献刘强，张元芳，张晓冬过电压在线监测数据采集的研究高压电器杨秀，鲁铁成配电网内部过电压在线监测装置的研制广西电力技术蔡光显，王建兴电力系统过电压在线监测装置电网技术陈未远，曾嵘，张波，梁曦东利用光电电场传感器测量合成绝缘子的沿面场强高压电器，陈晓国，杨楚明，姚森敬基于非接触感应技术的电网过电压在线监测方法广东电力，关根志高电压工程基础北京中国电力出版社，鲁铁成电力系统过电压北京中国水利水电出版社，李佑淮暂态过电压监测与记录系统研究上海上海交通大学，赵智大高电压技术第二版北京中国电力出版社，王勇，赵锦成，解璞基于的雷电流仿真模型研究移动电源与车辆张纬钹，何金良，高玉明过电压防护及绝缘配合北京清华大学出版社，周泽存，沈其工，方瑜，等高电压技术第三版北京中国电力出版社，致谢这次毕业设计之所以能够顺利的完成，并不是我个人的功劳，我们课题组的老师实验室的师兄师姐我的同学朋友们给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意，首先，我要感谢课题组的陈柏超教授田翠华副教授和袁佳歆副教授对我的悉心指导和严格要求，没有他们的指导与帮助，我是不可能按时并且保证质量的完成这次毕业设计的任务的。

他们在生活中的谦逊以及在工作中的科学严谨的态度教会了我如何做人，如何做学问。

这将激励我在以后的研究生阶段更加刻苦努力。

在此，我要特别感谢袁佳歆副教授。

整个毕业设计都是在他的直接带领和帮助下完成的，他对我们的毕设要求非常严格，这也使得我们的工作更加细致认真。

袁老师经常跟我们起开会讨论课题的进展情况，解答我们的疑问，并且亲自到实验现场指导我们做实验。

对于毕业论文，袁老师也是认真的审阅，并给我们提出宝贵的意见，在此，谨向袁老师致以由衷的感谢。

其次，我要感谢实验室的师兄师姐给予我的帮助。

尤其是张天雄师兄，他在毕业设计的过程中直悉心的指导我们。

最后我要感谢我的父母同学朋友，感谢他们在这次毕业设计过程中给予我的物质和精神上的帮助。

再次对你们表示感谢，对比表可知，当感应线浸湿后，感应线电压与理论值的倍数为倍，而未浸湿时为倍浸湿时感应线电压相位误差为滞后度，而未浸湿时为滞后度。

由此可见，感应线的湿度对传感器的特性也有影响，未浸湿时，传感器在幅值和相位两个方面都比浸湿时性能