基于Pockels效應(yīng)的無源非接觸式光學(xué)過電壓傳感器及測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、智能電網(wǎng)作為新一代電力系統(tǒng)，以提高電網(wǎng)運行的效率和可靠性為目標(biāo)，是21世紀(jì)電力系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。而智能傳感器是智能電網(wǎng)的重要單元，對電網(wǎng)過電壓的實時感知有助于更加全面的獲取電力系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)。現(xiàn)今電網(wǎng)的電壓監(jiān)測和過電壓監(jiān)測大多采用傳統(tǒng)的接觸式分壓系統(tǒng)，該方式的運行可靠性較高，但具有測量頻帶窄、抗電磁干擾能力弱、安裝和維護(hù)不方便等不足之處。因此，研究具有良好的寬頻響應(yīng)特性的電網(wǎng)過電壓非接觸傳感器可以有效拓展實測電網(wǎng)過電壓波形的信

2、息深度，為過電壓行為特征的進(jìn)一步研究提供數(shù)據(jù)支撐。
　　本文基于Pockels效應(yīng)和空氣耦合雜散電容原理，建立電路和光路模型，研究電力系統(tǒng)過電壓的無源非接觸式測量方法；對比分析不同電光晶體材料的物理性質(zhì)，合理選擇適用的電光晶體材料，并研究該種電光晶體的有效線性工作區(qū)間及其工作點的最優(yōu)配置方法；研究傳感器各組成單元的布置方法與整體封裝方法；在實驗室和現(xiàn)場搭建電壓測量平臺分別測量傳感器的工頻響應(yīng)特性、幅頻特性以及高頻沖擊電壓響應(yīng)特性。

3、
　　基于傳感器的基本光路模型，分析影響傳感器運行穩(wěn)定性的主要因素，提出雙晶體結(jié)構(gòu)的溫度補(bǔ)償方法以提高傳感器的溫度穩(wěn)定性；根據(jù)改進(jìn)后的光路模型，設(shè)計雙晶體結(jié)構(gòu)的電光傳感單元，并在實驗室搭建試驗平臺對比研究單、雙晶體結(jié)構(gòu)的電光傳感單元的溫度穩(wěn)定性以及長期運行穩(wěn)定性；完成對改進(jìn)后傳感器的制作和封裝，在實驗室搭建電壓測量平臺校驗其整體輸入輸出特性；結(jié)合后端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)建電力系統(tǒng)過電壓測量系統(tǒng)，并實現(xiàn)測量系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的現(xiàn)場應(yīng)用。<

4、br>　　基于傳感器的非接觸式測量原理，研究傳感器在多導(dǎo)體系統(tǒng)中的電壓信號耦合機(jī)制；搭建三相電壓測量平臺，研究分析影響傳感器在三相電壓測量中所受相間耦合的主要因素及其影響規(guī)律，并提出相應(yīng)的抑制方法；建立傳感器在三相電壓測量中的等效電路模型，研究傳感器輸出波形的解耦方法；分別在實驗室和現(xiàn)場搭建電壓測量平臺，研究解耦方法的實際有效性。
　　基于波分復(fù)用原理，研究測量系統(tǒng)在多點同時監(jiān)測時的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，在實驗室建立多點電壓模擬測量系