基于Pockels效應(yīng)的無(wú)源非接觸式光學(xué)過(guò)電壓傳感器及測(cè)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(yùn)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(gè)重要方向。而智能傳感器是智能電網(wǎng)的重要單元，對(duì)電網(wǎng)過(guò)電壓的實(shí)時(shí)感知有助于更加全面的獲取電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)今電網(wǎng)的電壓監(jiān)測(cè)和過(guò)電壓監(jiān)測(cè)大多采用傳統(tǒng)的接觸式分壓系統(tǒng)，該方式的運(yùn)行可靠性較高，但具有測(cè)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(guò)電壓非接觸傳感器可以有效拓展實(shí)測(cè)電網(wǎng)過(guò)電壓波形的信

2、息深度，為過(guò)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(guò)電壓的無(wú)源非接觸式測(cè)量方法；對(duì)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)搭建電壓測(cè)量平臺(tái)分別測(cè)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(yùn)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(jì)雙晶體結(jié)構(gòu)的電光傳感單元，并在實(shí)驗(yàn)室搭建試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)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(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性；完成對(duì)改進(jìn)后傳感器的制作和封裝，在實(shí)驗(yàn)室搭建電壓測(cè)量平臺(tái)校驗(yàn)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(guò)電壓測(cè)量系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。<

4、br>　　基于傳感器的非接觸式測(cè)量原理，研究傳感器在多導(dǎo)體系統(tǒng)中的電壓信號(hào)耦合機(jī)制；搭建三相電壓測(cè)量平臺(tái)，研究分析影響傳感器在三相電壓測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)搭建電壓測(cè)量平臺(tái)，研究解耦方法的實(shí)際有效性。
　　基于波分復(fù)用原理，研究測(cè)量系統(tǒng)在多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化方法，在實(shí)驗(yàn)室建立多點(diǎn)電壓模擬測(cè)量系