[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

技術領域

本發明屬于過電壓測量技術領域，具體涉及一種輸電線路非接觸式電壓傳感器波形解耦方法。

背景技術

運行經驗表明，由雷擊、操作等電磁暫態過渡過程所引起的過電壓沖擊是威脅電網主設備絕緣安全運行的重要因素。因此，對電網電壓及過電壓的實時監測有助于實時獲取電力系統的整體運行狀態，從而結合最優化能源管理策略和控制策略實現電網資源的合理分配，同時能夠與繼電保護和自動控制設備配合實現電力系統故障的及時保護與控制。非接觸式過電壓傳感器具有體積小、重量輕、不與電力系統高壓設備直接接觸以及測量現場無源等優點，所以被廣泛用于110kV及以上電力系統在線監測中。

然而，當所構建的電壓測量系統應用于實際三相電壓測量中時，前端傳感器不可避免地會受到除被側相以外的相鄰其他相線路電壓耦合影響，從而影響測量的電壓數據的準確性。因此，需要一種合理有效的方法，通過實測結果，去掉其他相線路以及旁路導線的影響，進而反算得到線路上的實際電壓。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種輸電線路非接觸式電壓傳感器波形解耦方法，利用非接觸式傳感器測量電力系統A相、B相和C相輸電線路電壓時的得到感應電壓，計算各相輸電線路電壓對三個非接觸式傳感器的影響系數。并構造解耦矩陣，得三相輸電線路的實際電壓波形。

本發明采用的技術手段如下：

一種輸電線路非接觸式電壓傳感器波形解耦方法，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：

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：

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：