基于谐波注入法的差分式非接触电压测量

TM933; 当前基于电容耦合的传感器尚无有效、便捷的耦合电容动态校准方法,影响测量精度.因此,提出了基于谐波注入的差分式非接触电压测量方法,首先,利用感应探头与跨阻运算放大器将基频信号引入测量系统;其次,通过屏蔽罩,减小外界杂散电容变化带来的干扰,改进探头并引入差分式电路结构,消除运放输入电容的影响;再次,对测量电路注入谐波,并利用离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)实现对响应信号中基波信号与谐波信号的提取,通过计算谐波源与谐波响应信号的比值,求解出耦合电容参数,实现其动态校准;最后,将校准的电容参数代入基波方程,实现基波电压信号的测量.通...

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Published in科学技术与工程 Vol. 24; no. 1; pp. 245 - 251
Main Authors 张耀, 叶永杰, 李昊, 熊思宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 青岛地铁运营有限公司运营三中心,青岛 266000%西南交通大学电气工程学院,成都 611756%国网四川省电力公司成都供电公司,成都 610041 2024
Subjects
voltage sensors
电压传感器
distributed capacitance
分布电容
非接触测量
harmonic injection
差分式
non-contact measurement
谐波注入
differential
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ISSN1671-1815
DOI10.12404/j.issn.1671-1815.2301242

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Summary:TM933; 当前基于电容耦合的传感器尚无有效、便捷的耦合电容动态校准方法,影响测量精度.因此,提出了基于谐波注入的差分式非接触电压测量方法,首先,利用感应探头与跨阻运算放大器将基频信号引入测量系统;其次,通过屏蔽罩,减小外界杂散电容变化带来的干扰,改进探头并引入差分式电路结构,消除运放输入电容的影响;再次,对测量电路注入谐波,并利用离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)实现对响应信号中基波信号与谐波信号的提取,通过计算谐波源与谐波响应信号的比值,求解出耦合电容参数,实现其动态校准;最后,将校准的电容参数代入基波方程,实现基波电压信号的测量.通过仿真结果表明,所提的测量方法可在10 kV的应用场景中满足对变化的耦合电容校正要求,且最大的电压测量误差小于0.4％.
ISSN:1671-1815
DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2301242