發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 23:12

  本文關(guān)鍵詞：小電容量電子式電壓互感器的設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著智能變電站的發(fā)展,傳統(tǒng)電壓互感器正逐漸被電子式電壓互感器所取代。國(guó)內(nèi)高電壓等級(jí)的電子式電壓互感器多采用電容分壓,其技術(shù)主要借鑒傳統(tǒng)電容型電壓互感器,尤其是直接采用其電容分壓器,導(dǎo)致電子式電壓互感器的主電容量大,其低壓側(cè)電容也比較大,而低壓側(cè)內(nèi)存在各類電子元件,這些電子元件與低壓側(cè)電容間存在著靜電和電磁的聯(lián)系。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)暫態(tài)沖擊時(shí),耦合到低壓側(cè)的過電壓幅值比較大,易使二次系統(tǒng)發(fā)生故障。解決這個(gè)問題的方法大致有兩種,一是提高二次系統(tǒng)元件的抗干擾能力;二是降低電容分壓器的主電容量,降低干擾的強(qiáng)度。本文基于降低電容分壓器主電容量的思路,對(duì)小電容量電子式電壓互感器進(jìn)行研究。本文利用仿真研究與樣機(jī)測(cè)試相結(jié)合的方法來對(duì)小電容量的電子式電壓互感器進(jìn)行研究。文中首先分析了影響電容分壓型電子式電壓互感器測(cè)量準(zhǔn)確度的因素,解決這些影響因素的方法,為有效地減少電容分壓器的主電容量提供理論依據(jù)。然后利用Ansoft Maxwell軟件建立電容分壓器的仿真模型,研究外屏蔽對(duì)電容分壓器測(cè)量準(zhǔn)確度的影響,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在優(yōu)化了結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上建立了4組不同主電容值的電容分壓器的仿真模型,分別求解出雜散電容矩陣,根據(jù)IEC6044-7標(biāo)準(zhǔn)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的規(guī)定,確定主電容量的最優(yōu)值。最后,研究周圍電場(chǎng)變化對(duì)小電容量電容分壓器測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。仿真結(jié)果表明:合理地設(shè)計(jì)屏蔽結(jié)構(gòu)可有效減小雜散電容對(duì)電容分壓器的影響;外屏蔽的半徑和安裝高度為主要結(jié)構(gòu)參數(shù);通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),主電容量為500pF的電容分壓器的測(cè)量誤差小于0.1%;周圍電場(chǎng)的變化對(duì)電容分壓器測(cè)量準(zhǔn)確度的影響在允許范圍之內(nèi)。根據(jù)仿真結(jié)果,本文進(jìn)行了樣機(jī)的研制并試驗(yàn),包括在有和無屏蔽環(huán)、優(yōu)化屏蔽環(huán)、改變引線角度及改變額定電壓百分比等情況下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:通過合理設(shè)計(jì)外屏蔽的結(jié)構(gòu),電壓互感器的比差約為??????;改變引線角度模擬周圍電場(chǎng)變化時(shí),樣機(jī)的平均比差為?????;改變額定電壓百分比時(shí),樣機(jī)的比差和角差在允許范圍內(nèi),研制的小電容量電子式電壓互感器滿足???級(jí)測(cè)量準(zhǔn)確度的設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：電子式電壓互感器 電容分壓器 主電容量 屏蔽 雜散電容
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM451
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 電子式電壓互感器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2 電子式電壓互感器的原理及特點(diǎn)12-15
• 1.3 課題研究的目的和意義15-17
• 1.4 本文的課題來源以及主要工作17-19
• 2 電子式電壓互感器優(yōu)化原理19-28
• 2.1 引言19-20
• 2.2 電容分壓器的基本原理與特點(diǎn)20-21
• 2.3 影響電容分壓器的因素21-24
• 2.4 電容分壓器的優(yōu)化分析24-26
• 2.5 小結(jié)26-28
• 3 電容分壓器的電場(chǎng)仿真理論及方案28-37
• 3.1 電場(chǎng)分析方法及有限元28-30
• 3.2 電容的概念和計(jì)算30-32
• 3.3 有限元軟件ANSOFT MAXWELL軟件簡(jiǎn)介32-35
• 3.4 電容分壓器仿真方案的確定35-36
• 3.5 小結(jié)36-37
• 4 電容分壓器的電場(chǎng)仿真結(jié)果及分析37-50
• 4.1 電容分壓器有限元模型的建立37-41
• 4.2 電容分壓器優(yōu)化結(jié)果41-45
• 4.3 周圍電場(chǎng)變化的影響45-49
• 4.4 小結(jié)49-50
• 5 樣機(jī)試驗(yàn)及分析50-56
• 5.1 測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介50-51
• 5.2 樣機(jī)測(cè)試項(xiàng)目51-53
• 5.3 樣機(jī)測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析53-55
• 5.4 小結(jié)55-56
• 6 全文總結(jié)與展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文61

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本文編號(hào)：1021447