基于PCB空心線圈傳感器的接地網(wǎng)導體位置磁場法檢測
發(fā)布時間:2021-05-24 12:47
接地網(wǎng)作為變電站安全可靠運行的必要設(shè)備之一,其接地性能好壞直接關(guān)系著站內(nèi)工作人員的安全和電力設(shè)備的正常運行,因此規(guī)定接地網(wǎng)運行十年后需要定期開挖檢測其導體腐蝕狀態(tài)。但是由于早期設(shè)計圖紙保存不當或者未嚴格按照設(shè)計圖紙進行施工,導致接地網(wǎng)導體實際位置未知,導體開挖時無法準確有效的確定埋設(shè)位置而浪費大量人力物力。同時,根據(jù)電網(wǎng)絡(luò)原理提出的接地網(wǎng)腐蝕診斷方法依賴于導體實際位置,因此其診斷結(jié)果受限于接地網(wǎng)導體位置的精確性。本文基于異頻交流激勵源與多塊四層PCB(Printed Circuit Board,印制電路板)空心線圈串聯(lián)制成的磁場傳感器陣列,針對接地網(wǎng)圖紙缺失遺漏或者實際施工與設(shè)計圖紙不相符的接地網(wǎng)導體位置進行磁場法檢測。針對變電站背景磁場噪聲的干擾,采用了特定頻率的交流激勵源產(chǎn)生磁場信號,設(shè)計的磁場傳感器測量精度可以達到nT級別,同時采用多級帶通濾波器進行磁場信號處理,根據(jù)磁場峰值分布確定接地網(wǎng)導體位置信息,為后續(xù)的接地網(wǎng)開挖定位和腐蝕診斷提供依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容有:(1)對有限長載流單導體空間磁場分布的特性進行了計算。根據(jù)單導體推導出了載流矩形導體的空間磁場分布計算公式,進一步根...
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀
1.2.2 接地網(wǎng)導體腐蝕診斷現(xiàn)狀
1.3 接地網(wǎng)導體位置檢測意義
1.4 本文主要研究工作
2 接地網(wǎng)導體位置磁場法檢測原理及意義
2.1 磁場法原理
2.1.1 有限長載流單導體空間磁場分布計算
2.1.2 載流網(wǎng)格導體空間磁場分布計算
2.2 接地網(wǎng)整體模型空間磁場分布仿真
2.3 小結(jié)
3 基于PCB空心線圈磁場傳感器設(shè)計
3.1 磁場測量傳感器的選擇
3.2 基于PCB空心線圈磁場傳感器設(shè)計
3.2.1 基于PCB空心線圈磁場測量原理
3.2.2 基于多層板PCB線圈串聯(lián)設(shè)計
3.2.3 磁場信號后級放大濾波電路設(shè)計
3.3 基于PCB空心線圈磁場傳感器性能測試
3.3.1 磁場測量準確性測試
3.3.2 帶通濾波電路仿真測試
3.4 小結(jié)
4 系統(tǒng)裝置整體設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 測量裝置方案總體設(shè)計
4.2 激勵源模塊設(shè)計
4.2.1 信號發(fā)生電路
4.2.2 功率放大電路
4.2.3 輸出電流質(zhì)量測試
4.3 磁場信號采集裝置設(shè)計
4.3.1 磁場采集模塊供電模塊
4.3.2 磁場信號采集通道控制模塊
4.4 通信方案設(shè)計方案
4.5 裝置整體組裝設(shè)計
4.6 小結(jié)
5 實驗測試與分析
5.1 實驗室模擬測試
5.1.1 單導體測試
5.1.2 田字格導體測試
5.2 變電站現(xiàn)場測試
5.3 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
附錄
A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
B.作者在攻讀學位期間參與的科研項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]接地網(wǎng)防護涂層材料的電化學腐蝕特性[J]. 萬強,劉輝東,王如意,李正剛,陳燕鳴,楊兵. 武漢大學學報(工學版). 2015(06)
[2]基于微分法的接地網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)檢測[J]. 王曉宇,何為,楊帆,祝酈偉,劉興平. 電工技術(shù)學報. 2015(03)
[3]柔性石墨復合接地材料及其在輸電線路桿塔接地網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 胡元潮,阮江軍,龔若涵,劉振武,吳泳聰,文武. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(10)
[4]瞬變電磁法視電阻率成像的接地網(wǎng)斷點診斷方法[J]. 付志紅,余慈拱,侯興哲,張淮清,秦善強. 電工技術(shù)學報. 2014(09)
[5]基于二進制遺傳算法的接地網(wǎng)導體缺失診斷[J]. 劉渝根,田資,雷超,尚龍龍,謝麗娜,柴艷莉. 高電壓技術(shù). 2014(05)
[6]變電站接地網(wǎng)導體與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)探測方法[J]. 劉洋,江明亮,崔翔. 電工技術(shù)學報. 2013(05)
[7]接地網(wǎng)扁鋼超聲導波檢測試驗研究[J]. 王炯耿,林群,羅宏建,周重回,張浩權(quán). 浙江電力. 2012(04)
[8]不等間距布置導體的接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 左鵬,魏沖,鄒軍,袁建生. 高電壓技術(shù). 2011(09)
[9]拓撲結(jié)構(gòu)改變對接地網(wǎng)故障診斷的影響分析[J]. 劉渝根,徐峰,劉小二,劉敏. 高壓電器. 2010(12)
[10]恒電流充電曲線技術(shù)測量碳鋼接地網(wǎng)腐蝕速率[J]. 張秀麗,楊妮,駱平,王應(yīng)高. 中國電機工程學報. 2010(14)
博士論文
[1]土壤參數(shù)反演和接地網(wǎng)優(yōu)化問題研究[D]. 張露.武漢大學 2014
[2]基于分層約簡模型的接地網(wǎng)腐蝕故障診斷研究[D]. 王樹奇.西安科技大學 2009
[3]變電站接地網(wǎng)缺陷診斷方法和技術(shù)的研究[D]. 劉洋.華北電力大學(河北) 2008
[4]電阻抗靜態(tài)成像中正則化算法研究[D]. 黃嵩.重慶大學 2005
[5]大型接地網(wǎng)工頻接地參數(shù)的計算和測量[D]. 魯志偉.武漢大學 2004
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)腐蝕程度分類方法研究[D]. 王海霞.西安科技大學 2017
[2]接地網(wǎng)材料腐蝕分類的研究與實現(xiàn)[D]. 劉文惠.西安科技大學 2016
[3]接地網(wǎng)材料在我國典型土壤環(huán)境下的腐蝕研究[D]. 陳散興.機械科學研究總院 2016
[4]接地網(wǎng)沖擊特性分析及其優(yōu)化設(shè)計[D]. 羅翊君.湖南大學 2015
[5]基于磁阻效應(yīng)的地磁場探測研究[D]. 郭鑫.電子科技大學 2015
[6]接地網(wǎng)的電阻抗成像系統(tǒng)與方法研究[D]. 代鋒.重慶大學 2015
[7]接地網(wǎng)腐蝕診斷及腐蝕對接地網(wǎng)性能影響評估方法研究[D]. 黃勝鑫.重慶大學 2015
[8]變電站接地網(wǎng)腐蝕規(guī)律的研究及預測模型[D]. 李娜.西安科技大學 2014
[9]變電站接地網(wǎng)材料在模擬土壤中的腐蝕行為研究[D]. 黃濤.昆明理工大學 2014
[10]基于電阻抗逆問題的接地網(wǎng)故障診斷及分區(qū)診斷研究[D]. 史慶巖.重慶大學 2013
本文編號:3204219
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀
1.2.2 接地網(wǎng)導體腐蝕診斷現(xiàn)狀
1.3 接地網(wǎng)導體位置檢測意義
1.4 本文主要研究工作
2 接地網(wǎng)導體位置磁場法檢測原理及意義
2.1 磁場法原理
2.1.1 有限長載流單導體空間磁場分布計算
2.1.2 載流網(wǎng)格導體空間磁場分布計算
2.2 接地網(wǎng)整體模型空間磁場分布仿真
2.3 小結(jié)
3 基于PCB空心線圈磁場傳感器設(shè)計
3.1 磁場測量傳感器的選擇
3.2 基于PCB空心線圈磁場傳感器設(shè)計
3.2.1 基于PCB空心線圈磁場測量原理
3.2.2 基于多層板PCB線圈串聯(lián)設(shè)計
3.2.3 磁場信號后級放大濾波電路設(shè)計
3.3 基于PCB空心線圈磁場傳感器性能測試
3.3.1 磁場測量準確性測試
3.3.2 帶通濾波電路仿真測試
3.4 小結(jié)
4 系統(tǒng)裝置整體設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 測量裝置方案總體設(shè)計
4.2 激勵源模塊設(shè)計
4.2.1 信號發(fā)生電路
4.2.2 功率放大電路
4.2.3 輸出電流質(zhì)量測試
4.3 磁場信號采集裝置設(shè)計
4.3.1 磁場采集模塊供電模塊
4.3.2 磁場信號采集通道控制模塊
4.4 通信方案設(shè)計方案
4.5 裝置整體組裝設(shè)計
4.6 小結(jié)
5 實驗測試與分析
5.1 實驗室模擬測試
5.1.1 單導體測試
5.1.2 田字格導體測試
5.2 變電站現(xiàn)場測試
5.3 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
附錄
A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
B.作者在攻讀學位期間參與的科研項目
【參考文獻】:
期刊論文
[1]接地網(wǎng)防護涂層材料的電化學腐蝕特性[J]. 萬強,劉輝東,王如意,李正剛,陳燕鳴,楊兵. 武漢大學學報(工學版). 2015(06)
[2]基于微分法的接地網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)檢測[J]. 王曉宇,何為,楊帆,祝酈偉,劉興平. 電工技術(shù)學報. 2015(03)
[3]柔性石墨復合接地材料及其在輸電線路桿塔接地網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 胡元潮,阮江軍,龔若涵,劉振武,吳泳聰,文武. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(10)
[4]瞬變電磁法視電阻率成像的接地網(wǎng)斷點診斷方法[J]. 付志紅,余慈拱,侯興哲,張淮清,秦善強. 電工技術(shù)學報. 2014(09)
[5]基于二進制遺傳算法的接地網(wǎng)導體缺失診斷[J]. 劉渝根,田資,雷超,尚龍龍,謝麗娜,柴艷莉. 高電壓技術(shù). 2014(05)
[6]變電站接地網(wǎng)導體與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)探測方法[J]. 劉洋,江明亮,崔翔. 電工技術(shù)學報. 2013(05)
[7]接地網(wǎng)扁鋼超聲導波檢測試驗研究[J]. 王炯耿,林群,羅宏建,周重回,張浩權(quán). 浙江電力. 2012(04)
[8]不等間距布置導體的接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 左鵬,魏沖,鄒軍,袁建生. 高電壓技術(shù). 2011(09)
[9]拓撲結(jié)構(gòu)改變對接地網(wǎng)故障診斷的影響分析[J]. 劉渝根,徐峰,劉小二,劉敏. 高壓電器. 2010(12)
[10]恒電流充電曲線技術(shù)測量碳鋼接地網(wǎng)腐蝕速率[J]. 張秀麗,楊妮,駱平,王應(yīng)高. 中國電機工程學報. 2010(14)
博士論文
[1]土壤參數(shù)反演和接地網(wǎng)優(yōu)化問題研究[D]. 張露.武漢大學 2014
[2]基于分層約簡模型的接地網(wǎng)腐蝕故障診斷研究[D]. 王樹奇.西安科技大學 2009
[3]變電站接地網(wǎng)缺陷診斷方法和技術(shù)的研究[D]. 劉洋.華北電力大學(河北) 2008
[4]電阻抗靜態(tài)成像中正則化算法研究[D]. 黃嵩.重慶大學 2005
[5]大型接地網(wǎng)工頻接地參數(shù)的計算和測量[D]. 魯志偉.武漢大學 2004
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)腐蝕程度分類方法研究[D]. 王海霞.西安科技大學 2017
[2]接地網(wǎng)材料腐蝕分類的研究與實現(xiàn)[D]. 劉文惠.西安科技大學 2016
[3]接地網(wǎng)材料在我國典型土壤環(huán)境下的腐蝕研究[D]. 陳散興.機械科學研究總院 2016
[4]接地網(wǎng)沖擊特性分析及其優(yōu)化設(shè)計[D]. 羅翊君.湖南大學 2015
[5]基于磁阻效應(yīng)的地磁場探測研究[D]. 郭鑫.電子科技大學 2015
[6]接地網(wǎng)的電阻抗成像系統(tǒng)與方法研究[D]. 代鋒.重慶大學 2015
[7]接地網(wǎng)腐蝕診斷及腐蝕對接地網(wǎng)性能影響評估方法研究[D]. 黃勝鑫.重慶大學 2015
[8]變電站接地網(wǎng)腐蝕規(guī)律的研究及預測模型[D]. 李娜.西安科技大學 2014
[9]變電站接地網(wǎng)材料在模擬土壤中的腐蝕行為研究[D]. 黃濤.昆明理工大學 2014
[10]基于電阻抗逆問題的接地網(wǎng)故障診斷及分區(qū)診斷研究[D]. 史慶巖.重慶大學 2013
本文編號:3204219
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