[发明专利]一种基于电场传感器的配电网运行电压检测方法

说明书

本发明公开了一种基于电场传感器的配电网运行电压检测方法，其特征在于，步骤包括：1)首先在配电线路的正下方安装信号检测与处理单元；2)将电场传感器放入配电线路A相的正下方后，让电场传感器的测量方向与点电荷的电力线方向一致；3)以三相配电线路为例，设置三个电场传感器接收端，每个电场传感器接收到的信号都含有三个电场信号源的线性叠加，将步骤2采集的某个周期内的电场强度数据，获得观测信号的多项式表达式；4)电场传感器获得固定位置的电场变化观测信号后，通过算法将其分离得到三相配电线路原始电信号；5)计算得到配电网的运行电压。本发明方法显著降低对被测空间电场的畸变干扰，精度测量高。

技术领域

本发明属于配电网状态监测与诊断技术领域，涉及一种基于电场传感器的配电网运行电压检测方法。

背景技术

配电网是电力系统电能发、变、送、配中最后一个向用户(居民、企业等)供电的环节，配电网的安全稳定运行直接关系到用户的利益。配网覆盖面广，工程安装量大，网络结构复杂，运维难以精细管理，配网故障频繁发生，严重影响人们生产和生活质量。配网常见的故障主要有单相接地故障、相间短路故障、雷击故障、污闪故障。针对这些故障的监测原理大多基于电流法和电压法等，电流法主要通过分压电阻、互感器、霍尔传感器等实现，电压法主要通过电阻分压、阻容降压、电压互感等实现。

电压测量除了可应用在配网故障监测外，还应用到电能计算、过电压监测以及继电保护等，其精准测量能够对电网的安全起到保护作用。但不论是采取分压方式还是互感方式，不论是传统的电磁互感方式还是新型光纤方式，均存在宽电压测量精度低、安装复杂、体积大、生产成本高、运维难度大等缺点。特别是随着电力传输容量的逐步扩大，配电网周围的电磁环境愈发复杂

因此，亟需研发一种基于电场传感器配电网运行电压检测的关键技术，研制结构简单、体积小巧、安装方便、测量准确的非接触式电场传感器，对配电网的运行检测有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电场传感器的配电网运行电压检测方法，解决了现有技术方法无法在复杂的配电网周围电场环境进行电压非接触式测量，导致难以对配电网的运行情况进行分析的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于电场传感器的配电网运行电压检测方法，按照以下步骤实施：

步骤1，首先在配电线路的正下方安装信号检测与处理单元；

步骤2，将电场传感器放入配电线路A相的正下方后，让电场传感器的测量方向与点电荷的电力线方向一致，

位于交变电场中的电场传感器，其金属电极表面会感应出与待测电场中成线性关系的多相叠加的电场信号，此时处于交变电场中的电场传感器上会产生相应的感应电荷，电荷聚集在电场传感器的传感器感应上极面和传感器感应下极面上，对此感应电荷进行相应的处理，得到与待测电场中成比例关系的电压信号，根据相应的数学关系计算出待测点的电场强度，作为测量信号，实现电场测量；

步骤3：以三相配电线路为例，设置三个电场传感器接收端，每个电场传感器接收到的信号都含有三个电场信号源的线性叠加，将步骤2采集的某个周期内的电场强度数据，获得观测信号的多项式表达式；

步骤4：电场传感器获得固定位置的电场变化观测信号后，通过算法将其分离得到三相配电线路原始电信号；

步骤5：计算得到配电网的运行电压。

本发明的有益效果是，包括以下方面：