[發明專利]一種輸電線路非接觸式電壓傳感器波形解耦方法

在審

• 申請號: 201710897578.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107766625A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 殷健;司馬文霞;鄭鵬程;袁濤;陳欽柱;楊鳴;趙海龍;孫魄韜;張涵;戴凱
• 申請（專利權）人: 海南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 陳歡

1.一種輸電線路非接觸式電壓傳感器波形解耦方法，其特征在于，其具體包括以下步驟：

S1.構建非接觸式電壓傳感器結構模型；

S2.構建即將測量的輸電線路模型，給定輸電線路電壓U；

S3.使用有限元算法分別計算出非接觸式電壓傳感器與輸電線路之間的雜散電容C₁；

S4.根據非接觸式電壓傳感器的工作原理，非接觸式電壓傳感器工作時在感應金屬板上的電壓u為：

u=C1C1+C2U]]>

式中，C₂為非接觸式電壓傳感器低壓臂電容；

于雜散電容C₁的大小與感應金屬板與架空線路之間的距離有關，所以合理選擇感應金屬板與架空線路之間的距離以及非接觸式傳感器低壓臂電容值C₂，使得非接觸式電壓傳感器的輸出電壓正好在0-10V，從而方便測量；

S5.設定三個非接觸式電壓傳感器結構模型，分別為第一非接觸式電壓傳感器、第二非接觸式電壓傳感器以及第三非接觸式電壓傳感器，設定三個輸電線路模型，分別為A相、B相和C相，分別將第一非接觸式電壓傳感器、第二非接觸式電壓傳感器以及第三非接觸式電壓傳感器對應放置在電力系統A相、B相和C相輸電線路的下方；

S6.當采集系統工作時，第一非接觸式電壓傳感器、第二非接觸式電壓傳感器以及第三非接觸式電壓傳感器分別測得電壓V_s1、V_s2和V_s3如下：

Vs1=k11V1+k12V2+k13V3Vs2=k21V1+k22V2+k23V3Vs3=k31V1+k32V2+k33V3]]>

其中，V₁、V₂和V₃分別為電力系統A相、B相和C相輸電線路的實際電壓，k₁₁、k₁₂以及k₁₃分別為A相、B相和C相輸電線路對第一非接觸式電壓傳感器的影響系數；k₂₁、k₂₂、k₂₃分別為A相、B相和C相輸電線路對第二非接觸式電壓傳感器的影響系數；k₃₁、k₃₂以及k₃₃分別為A相、B相和C相輸電線路對第三非接觸式電壓傳感器的影響系數；

S7.求解上述方程中的k₁₁、k₁₂、k₁₃、k₂₁、k₂₂、k₂₃、k₃₁、k₃₂以及k₃₃值，在上述方程組中取任一方程：

Vsm=km1V1m+km2V2m+km3V3m]]>

V_sm為第m(m＝1、2、3)個非接觸式電壓傳感器測量得到的電壓，V₁^m、V₃^m分別為用電壓互感器測量輸電線路A相、B相、C相得到的瞬時電壓，為求解出上式中k_m1、k_m2以及k_m3的數值，至少需要3個線性無關的方程組，在一個正弦電壓周波中的3個時間點分別對應記錄下V_sm和V₁^m、、V₃^m的值，每個時間點可列出一個方程，在3個時間點上，可以得到3個關于k_m1、k_m2、k_m3的方程組，因為正弦電壓為非線性，且V₁^m、V₃^m有相位差，因此以下方程組為線性無關方程組：

Vsm1=km1V11+km2V21+km3V31Vsm2=km1V12+km2V22+km3V32Vsm3=km1V13+km2V23+km3V33]]>

對上述方程組求解即可得到k_m1、k_m2、k_m3，同理，可以求出所有k值；

S8.根據S7所求得的k值，構造一個矩陣A：

A=k11k12k13k21k22k32k31k32k33]]>

根據S6中的k值的計算方程，經過變換以下關系式：

Vs1Vs2Vs3=A·V1V2V3;]]>

S9：對上述矩陣A取逆，得到解耦矩陣B，B＝A^-1，變換S8的關系式得到以下關系式：

V1V2V3=B·Vs1Vs2Vs3;]]>

S10.利用解耦矩陣，將第一非接觸式電壓傳感器、第二非接觸式電壓傳感器以及第三非接觸式電壓傳感器上測量得到的電壓V_s1、V_s2和V_s3代入上式，求解電力系統A相、B相和C相輸電線路的實際電壓V₁、V₂以及V₃的值。