[发明专利]一种输电线路非接触式电压传感器波形解耦方法

说明书

技术领域

本发明属于过电压测量技术领域，具体涉及一种输电线路非接触式电压传感器波形解耦方法。

背景技术

运行经验表明，由雷击、操作等电磁暂态过渡过程所引起的过电压冲击是威胁电网主设备绝缘安全运行的重要因素。因此，对电网电压及过电压的实时监测有助于实时获取电力系统的整体运行状态，从而结合最优化能源管理策略和控制策略实现电网资源的合理分配，同时能够与继电保护和自动控制设备配合实现电力系统故障的及时保护与控制。非接触式过电压传感器具有体积小、重量轻、不与电力系统高压设备直接接触以及测量现场无源等优点，所以被广泛用于110kV及以上电力系统在线监测中。

然而，当所构建的电压测量系统应用于实际三相电压测量中时，前端传感器不可避免地会受到除被侧相以外的相邻其他相线路电压耦合影响，从而影响测量的电压数据的准确性。因此，需要一种合理有效的方法，通过实测结果，去掉其他相线路以及旁路导线的影响，进而反算得到线路上的实际电压。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种输电线路非接触式电压传感器波形解耦方法，利用非接触式传感器测量电力系统A相、B相和C相输电线路电压时的得到感应电压，计算各相输电线路电压对三个非接触式传感器的影响系数。并构造解耦矩阵，得三相输电线路的实际电压波形。

本发明采用的技术手段如下：

一种输电线路非接触式电压传感器波形解耦方法，其具体包括以下步骤：

S1.构建非接触式电压传感器结构模型；

S2.构建即将测量的输电线路模型，给定输电线路电压U；

S3.使用有限元算法分别计算出非接触式电压传感器与输电线路之间的杂散电容C₁；

S4.根据非接触式电压传感器的工作原理，非接触式电压传感器工作时在感应金属板上的电压u为：

式中，C₂为非接触式电压传感器低压臂电容；

于杂散电容C₁的大小与感应金属板与架空线路之间的距离有关，所以合理选择感应金属板与架空线路之间的距离以及非接触式传感器低压臂电容值C₂，使得非接触式电压传感器的输出电压正好在0-10V，从而方便测量；

S5.设定三个非接触式电压传感器结构模型，分别为第一非接触式电压传感器、第二非接触式电压传感器以及第三非接触式电压传感器，设定三个输电线路模型，分别为A相、B相和C相，分别将第一非接触式电压传感器、第二非接触式电压传感器以及第三非接触式电压传感器对应放置在电力系统A相、B相和C相输电线路的下方；

S6.当采集系统工作时，第一非接触式电压传感器、第二非接触式电压传感器以及第三非接触式电压传感器分别测得电压V_s1、V_s2和V_s3如下：

其中，V₁、V₂和V₃分别为电力系统A相、B相和C相输电线路的实际电压，k₁₁、k₁₂以及k₁₃分别为A相、B相和C相输电线路对第一非接触式电压传感器的影响系数；k₂₁、k₂₂、k₂₃分别为A相、B相和C相输电线路对第二非接触式电压传感器的影响系数；k₃₁、k₃₂以及k₃₃分别为A相、B相和C相输电线路对第三非接触式电压传感器的影响系数；

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