PCB式羅氏線圈行波傳感器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著社會不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)也逐漸實現(xiàn)智能化、數(shù)字化。在電力線路的故障測距領(lǐng)域中，相比較阻抗法、故障分析法這些傳統(tǒng)的故障測距方法而言，行波法因穩(wěn)定性高，測試精度高，受線路本身分布參數(shù)影響小等優(yōu)勢得以廣泛的應(yīng)用，并且具有良好的發(fā)展前景。采用行波法進(jìn)行故障測距需要選擇合適的行波傳感器對行波進(jìn)行檢測，因此研究和設(shè)計出頻帶寬、響應(yīng)快、精度高的行波傳感器是實現(xiàn)行波故障測距的關(guān)鍵。本文圍繞這一目的對PCB式羅氏線圈行波傳感器進(jìn)行研究和設(shè)

2、計以滿足行波故障測距的需要。
　　本文以行波故障測距技術(shù)為背景，綜述了行波的產(chǎn)生、特點以及傳感需求，在此基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計了一種PCB式羅氏線圈行波傳感器。首先，闡述了羅氏線圈的測量原理以及兩種積分工作方式，分析了傳統(tǒng)羅氏線圈的弊端以及PCB式羅氏線圈的優(yōu)點。然后，在理論基礎(chǔ)上對PCB式羅氏線圈行波傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，選擇雙面對稱的抗干擾結(jié)構(gòu)，并采用相鄰兩塊板繞向相反的偶數(shù)塊板串聯(lián)，既起到了抗干擾的效果，又增加了互感。其次，通過等

3、效電路建立PCB式羅氏線圈的傳遞函數(shù)，在Matlab中繪制伯德圖，研究傳感器的互感、自感、分布電容和內(nèi)阻等電磁參數(shù)對行波傳感器頻率特性的影響；再根據(jù)幅頻函數(shù)的計算公式以及互感、自感、分布電容、內(nèi)阻等電磁參數(shù)與外徑、內(nèi)徑、匝數(shù)、高度、線徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，設(shè)計一種多參數(shù)非線性優(yōu)化算法，對傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使得傳感器在滿足檢測行波信號的頻帶范圍的前提下，輸出電壓最大。最后，根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)研制出PCB式羅氏線圈行波