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《燕山大学》 2006年
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基于因瓦合金电容分压式光纤电压互感器研究

李伟凯  
【摘要】:电力系统是国民经济的命脉,电压互感器是电力系统获得保护与计量用电压信号的重要设备。随着输配电网朝着高电压、大容量方向发展,传统的电磁式电压互感器因其传感机理而出现不可克服的困难;如体积大,造价高,绝缘结构日趋复杂,充油的电压互感器存在爆炸的危险等。光学电压互感器克服了由于磁饱和导致的波形畸变和传统电压互感器本身压降导致的测量精度降低等问题;具有结构紧凑,无燃烧和爆炸的危险,测量频带宽,动态范围大,抗干扰能力强,无二次开路高压,便于与计算机接口,适应电力系统自动化数字化要求等特点,成为国内外学者研究的重点。本文在已有研究成果的基础上,提出一种新型的基于因瓦合金电容分压式光纤电压互感器。实现了对应用于不同电压等级的电压互感器,只需改变电容分压器的分压比,而无需改变传感器的结构即可满足测量要求;因此不仅便于规模化生产,而且测量精度也有显著提高。 首先,对近年来光学电压互感器的研究现状进行了综合评述;总结了基于Pockels电光效应的OVT、基于电容分压的OVT以及传统技术加光纤传光的电压互感器存在的主要问题,提出一种新型的光电式电压互感器结构;并对基于椭圆芯双模光纤模间干涉原理和石英晶体逆压电效应的光纤电压互感器进行了理论探讨,对基于多模激光的白光干涉仪以及直流相位跟踪系统进行理论分析,建立了零相位跟踪误差的数学模型和零相位误差补偿的具体方法。 其次,对基于因瓦合金的电容分压器进行了深入的理论研究,建立了完整的系统理论模型;推导出在高压绝缘条件下,建立电容分压器的数学模型;得出了圆柱型电容器半径尺寸设计的一般计算公式。对影响电容分压器测量精度的各种因素进行了全面的理论分析和仿真研究,建立了电容分压器误差与温度、不同轴度、圆柱半径、静电场力的数学模型,得到了这些影响因素对系统响应的作用规律。应用有限元分析方法对电容分压器进行电场分析,给出了电容分压器关键点的电位分布的数值和等值线曲线。 再次,设计了电压互感器的数字接口,依据IEC60044-7的标准对电子式互感器过程层通讯模块进行了总体设计,详细分析了各部分设计的功能,给出了过程层通讯系统的硬件部分的电路设计与仿真。 最后,对传感器系统进行了光路设计和数值分析,计算了加在石英晶体上的最
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM451

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 谢琼香;何瑞文;谷磊;;电子式互感器的实用化研究[J];广东电力;2013年01期
2 陈通;;电容分压式传感器在电力系统中的应用探究[J];机电信息;2013年18期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 芦鑫;基于模间干涉原理的空气绝缘全光纤电压互感器的研究[D];燕山大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李昊翔;基于电容分压的电子式电压互感器的研究[D];华中科技大学;2011年
2 孙丹婷;阻容分压型电子式电压互感器的研究[D];广东工业大学;2008年
3 苏育均;GIS用电子式互感器数据采集系统研究[D];西华大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾小东,安毓英;激光二极管与单模保偏光纤的耦合分析[J];半导体光电;1999年05期
2 时德钢,刘晔,张丽平,胡光辉,张国林;高电压等级电压互感器综述[J];变压器;2003年06期
3 李开成,叶妙元,陈乔夫;从电磁式电压互感器到光学式光纤电压互感器[J];变压器;1995年11期
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8 房金兰,蔺耀宏;国内外电容式电压互感器目前水平及发展趋势[J];电力电容器;1999年01期
9 周伟明,丁洪斌,戚兵,王艺;光纤传感器光源温度特性研究[J];大连理工大学学报;1994年04期
10 宋军强,周彪,杨煜普;新型光学电压互感器及其信号处理的原理与算法[J];电力系统自动化;2002年13期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 魏莉萍,林景雪,马月琴;用热分析技术定量检测复合材料烧蚀性能[J];工程塑料应用;1994年06期
3 何芳社;黄义;蔡东文;;弹性半空间上圆板的弯曲分析[J];四川建筑科学研究;2008年05期
4 朱广化;关于多项式Taylor展开式的一种快速算法[J];安徽教育学院学报;2002年06期
5 朱广化;广义对角占优矩阵的一个定理[J];安徽教育学院学报;2003年06期
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7 陈丹;方龙;;对于光纤Michelson干涉仪的实验研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年02期
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9 马建国;简谐振动微小振幅的激光干涉法测量原理[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年01期
10 荣传新;蔡海兵;;光纤传感技术的应用与土木工程测试技术课程的教学改革[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 董树义;卢启堂;;微波正切关系网络的CAA[A];1987年全国微波会议论文集(中)[C];1987年
3 梁昌洪;邱长兴;;无耗二端口网络S散射参数测量的计算机最优解[A];1987年全国微波会议论文集(下)[C];1987年
4 李倩;高伟;奔粤阳;孙枫;;Ixsea公司光纤陀螺捷联惯性装置性能分析与试验研究[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
5 朱奎义;;车载式钢轨断面动态测量装置[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
6 林玉亮;卢芳云;卢力;;石英压电晶体在霍普金森压杆实验中的应用[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
7 王骥;柳建松;杜建科;黄德进;;薄膜体声波谐振器结构与振动分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
8 董天晓;王丽坤;秦雷;李莉;吴炜伟;王钢;;压电圆柱叠堆换能器的有限元分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
9 王德石;杜贻群;任斌;;低频钹式换能器的性能分析与设计[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
10 徐加山;郭航;;微型超声手术刀的振动检测技术[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郑腾龙;金属板材弹、塑性性质与材料微结构的关系及其试验测量[D];南昌大学;2010年
3 赵军伟;光学超晶格中耦合物理效应的研究[D];南京大学;2011年
4 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
5 高广玲;电子式电流互感器传变特性及适应性保护原理研究[D];山东大学;2010年
6 殷毅;折叠型双脉冲—长脉冲调制器及其激光触发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 杨实;基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 刘亮;传导冷却端面泵浦板条放大器热效应研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 杨大晟;移动基站电源电涌保护器研究[D];北京交通大学;2011年
10 朱珊莹;强度调制型光纤传感器建模分析与设计实现[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
2 邱云;电晕稳定开关的研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 秦风;辉光放电触发赝火花开关特性研究[D];中国工程物理研究院;2010年
4 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
5 罗小军;基于VFC的电子式电流互感器的设计[D];山东农业大学;2010年
6 王刚;光纤电流传感器性能分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 石欣;换向器滚压加工过程检测系统研究[D];大连理工大学;2010年
8 胡培;切削过程中工件材料绝热剪切敏感性研究[D];大连理工大学;2010年
9 高新智;水电站接地问题改造措施研究[D];长沙理工大学;2010年
10 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘毓;张小燕;梁青;孙爱晶;孙亚尼;;DWDM光纤通信系统中受激喇曼散射的统计特性[J];半导体光电;2009年06期
2 聂一雄,尹项根,张哲;光学电压互感器设计中若干问题的探讨[J];变压器;2001年04期
3 时德钢,刘晔,张丽平,胡光辉,张国林;高电压等级电压互感器综述[J];变压器;2003年06期
4 陈应林;黄德祥;孙志杰;;OET700电子式互感器的结构与性能[J];变压器;2006年06期
5 聂一雄;孙丹婷;;阻容分压型电压互感器的性能分析[J];变压器;2007年01期
6 李开成,叶妙元,陈乔夫;从电磁式电压互感器到光学式光纤电压互感器[J];变压器;1995年11期
7 万才春,谢吉华,柏国柱;分压式电容传感器及其测量电路[J];传感技术学报;1994年04期
8 张明明,李红斌,刘延冰;基于纵向Pockels效应的光学电压互感器[J];传感器技术;2005年06期
9 张发强;樊祥;马东辉;;Rogowski线圈电磁参数对其动态特性的影响研究[J];电测与仪表;2007年11期
10 李昊翔;游大海;李宝磊;刘辉;;基于LabVIEW的模拟输出型电子式互感器校验系统[J];电测与仪表;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 麻硕;基于高双折射光子晶体光纤模间干涉的光学电压互感器研究[D];燕山大学;2011年
2 殷志良;基于IEC 61850的变电站过程总线通信的研究[D];华北电力大学(北京);2005年
3 张可畏;电子式高压电力互感器的设计与实用化研究[D];大连理工大学;2006年
4 窦晓波;基于IEC 61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践[D];东南大学;2006年
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6 刘丰;模间干涉式全光纤电压互感器的研究[D];燕山大学;2008年
7 王程远;PCB空心线圈电子式电流互感器的理论建模及设计实现[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于大海;光学电压互感器电场仿真分析[D];华中科技大学;2009年
2 牛海清;电阻式电压传感器设计及误差特性的研究[D];沈阳工业大学;2002年
3 乔卉;基于Rogowski线圈的新型电流互感器的研究与实现[D];武汉大学;2004年
4 彭丽;10kV/35kV电子式电压/电流互感器研究[D];华中科技大学;2004年
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7 丁全响;有源电子式互感器数据采集及通信系统的研究与设计[D];湖南大学;2006年
8 王健;干涉式电压互感器传感头中的电场分析与设计[D];燕山大学;2006年
9 王佳颖;基于电阻分压原理的电子式电压互感器研究[D];西华大学;2007年
10 刘杨;电子电流互感器高压信号采集与处理的研究[D];河北工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 池立江;颜语;袁亮;;SF_6气体压力对同轴电容电子式电压互感器的影响[J];电力电容器与无功补偿;2013年01期
2 廖传柱;张惠霞;范新权;江厚华;;电子式互感器可靠性分析与电磁兼容性能研究[J];电气应用;2014年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李会;基于电流互感器的高压电流测量技术研究[D];燕山大学;2013年
2 张志远;GIS开关操作对电子式互感器的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李开成,叶妙元,陈乔夫;从电磁式电压互感器到光学式光纤电压互感器[J];变压器;1995年11期
2 刘卫东,刘延冰,刘建国;检测微弱光信号的PIN光电检测电路的设计[J];电测与仪表;1999年04期
3 罗苏南,叶妙元,李开成,徐雁,崔瑛;光学电压互感器的研究进展[J];电工电能新技术;2000年01期
4 郭小明,罗承沐,张贵新,马仙云;利用LiNbO_3晶体电光效应测量脉冲电压[J];电工电能新技术;1995年02期
5 李红斌,刘延冰,张卫军;光学电流传感器的研究进展[J];电工技术杂志;1997年01期
6 李开成,叶妙元,王井刚,冯春媚;新型光纤电压测量仪的性能试验与现场运行[J];电工技术杂志;1997年01期
7 房金兰,蔺耀宏;国内外电容式电压互感器目前水平及发展趋势[J];电力电容器;1999年01期
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10 朱益清,徐坚宏;计及边缘效应的平行板电容器的电容计算[J];工科物理;1998年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾志斌;谈效华;肖明珠;李曼苹;;变压器中初次级线圈对电容分压信号的影响[J];高电压技术;2007年07期
2 陈通;;电容分压式传感器在电力系统中的应用探究[J];机电信息;2013年18期
3 柔少瑜;廖福旺;;空间电容式分压装置高压探头电容稳定性的研究[J];电工技术;2004年08期
4 司文荣;贺林;金珩;傅晨钊;黄华;;500kV CVT内置低压电容C_3测量过电压波形的试验研究[J];电工电能新技术;2013年02期
5 房金兰;;电容式电压互■器国外发展概况[J];电力电容器与无功补偿;1978年03期
6 刘家桢;;向弧立负荷供电用的电容耦合器[J];电工技术;1980年03期
7 岳永刚;王永军;赵贵勇;臧政宁;王亚平;赵墨林;;TEMP-500IU型CVT电容及介损值的现场预试方法[J];华北电力技术;2008年11期
8 肖霞;张忠学;徐雁;叶妙元;韩世忠;向珂;;基于电容分压原理的电子式TV一次侧设计[J];高电压技术;2006年05期
9 王烁波;牛永红;王建伟;;一起500kV电容式电压互感运行异常的处理[J];山西电力;2008年06期
10 ;2000年第4期考考你解答[J];电子制作;2000年08期
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1 王红星;电容分压型光学电压互感器研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 李伟凯;基于因瓦合金电容分压式光纤电压互感器研究[D];燕山大学;2006年
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