[发明专利]一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法及系统

说明书

本发明属于电压传感器校准技术领域，具体涉及一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法及系统。校准系统包括若干个分压电容、信号处理电路、微处理器；微型电压传感器模块的参数确定时，通过电容分压方式得到耦合输出电压，耦合输出电压只与微型电压传感器模块距离输电线高度和距离地面高度有关，微型电压传感器模块所处位置的分压耦合关系函数为，信号处理电路处理信号的函数关系为，微处理器处理信号处理电路的输出电压的函数关系，则微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系为：，基于函数关系，只要测得微型电压传感器模块距离输电线和地面的高度、，即可实现微型电压传感器的测量及自校准。本发明测量误差小，测量范围大。

技术领域

本发明属于电压传感器校准技术领域，具体涉及一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法及系统。

背景技术

电压传感器广泛应用于电力系统中输电、变电、配电等各个环节，为计量、测控和继电保护装置提供准确、可靠的信号。针对智能电网和数字电网的发展需求，目前应用的传统电压互感器因传感机理而呈现出自身不可克服的问题，例如，磁饱和、铁磁谐振、易燃易爆及动态范围小，并且还存在体积大、功耗高、绝缘成本高、造价昂贵等局限，不利于在电网建设中大规模应用，难于适应电力物联网的广泛应用。因此，现阶段对于低功耗、微型化的非接触式电压传感器有着越来越迫切的需求。其次，当微型电压传感器广泛应用于电力系统时，针对不同的测量场景和测量环境，对微型电压传感器的校准也面临着重大挑战。然而目前还未有一种针对微型化的非接触式电压传感器的测量和校准方法。

因此，本发明针对电力物联网应用以及智能电网发展的实际需求，提出一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种非接触式电压传感器的测量及自校准方法及系统。本发明的具体技术方案如下：

一种非接触式微型电压传感器的测量及自校准方法，包括以下步骤：

S1：对微型电压传感器模块的耦合输出电压与微型电压传感器模块距离地面和输电线的高度之间的关系进行建模，得到待测输电线电压和耦合输出电压之间的函数关系，其中，该函数关系的可变参量为微型电压传感器模块与输电线和地面之间的距离；

S2：微型电压传感器模块依据不同的测量原理输出对应的电信号，即耦合输出电压，并通过信号处理电路得到相应的输出电压；其中，基于微型电压传感器模块的测量原理和信号处理电路的确定，从而可得到信号处理电路输出电压和耦合输出电压的函数关系；

S3：基于所述待测输电线电压和耦合输出电压之间的函数关系和信号处理电路输出电压和耦合输出电压的函数关系，可得到信号处理电路输出电压和待测输电线电压之间的函数关系；

S4：采用微处理器对信号处理电路的输出电压进行处理得到微处理器输出电压，进而得到微处理器输出电压与信号处理电路的输出电压的关系，基于信号处理电路输出电压和待测输电线电压之间的函数关系，进而得到微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系；

S5：基于步骤S4得到的微处理器输出电压与待测输电线电压之间的函数关系，当微型电压传感器模块用于实际测量时，只需测得微型电压传感器模块距离地面和输电线的高度即可实现微型电压传感器的测量及自校准。

优选地，所述步骤S1中微型电压传感器模块通过电容分压的方式得到耦合输出电压，其中，耦合输出电压形成相应的电场，微型电压传感器模块依据不同的测量原理输出对应的电信号，并通过信号处理电路得到相应的输出电压。