HVDC线路下地面合成场强测量系统的设计与应用研究

论文摘要

在大功率长距离输电等方面直流输电有着交流输电无法比拟的优势,因此高压直流输电在我国电力系统中发挥着越来越多的作用。而高压直流输电工程会对周围环境产生一定的影响,如:合成电场、离子流等。在直流输电线路的电磁环境研究中,需要对地面合成电场进行有效的测量,进而验证计算方法的有效性或评估线路环境是否满足要求。由于传统的测量仪器造价高,本文采用虚拟仪器技术设计了一套低成本的地面合成电场测量系统。基于将地面合成电场转化为交流电流信号进行测量的技术思想,本文设计了地面合成电场测量探头。对测试探头产生的微弱信号进行了调理,采用更适合微电流放大的集成运算放大器,对信号放大和滤波电路进行了设计和开发。采用NI公司的虚拟仪器技术开发软件LabVIEW,开发了数据处理程序,对测量数据进行了分析处理。在对测量系统进行校准后,通过实验室直流输电线路模型实验对其有效性进行了验证,表明该测量系统可以用于直流输电线路下的地面合成电场测量。本文从系统总体设计的角度,对整个测量系统的方案设计、硬件制作、软件开发、调试过程以及试验结果等方面进行了详细叙述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 测量原理及探头设计
• 2.1 地面合成电场测量系统整体设计
• 2.2 测量探头工作原理
• 2.3 测量探头的设计
• 2.3.1 叶片形状的选择
• 2.2.2 叶片的制作
• 2.4 本章小结
• 第3章 信号调理及采集硬件设计
• 3.1 信号调理电路
• 3.2 前置放大电路
• 3.3 二级放大电路
• 3.4 滤波电路
• 3.5 数据采集卡的选择
• 3.5.1 数据采集卡的主要性能指标
• 3.5.2 NI USB-6210 数据采集卡
• 3.6 本章小结
• 第4章 测量系统软件设计
• 4.1 虚拟仪器技术
• 4.1.1 虚拟仪器的概念
• 4.1.2 虚拟仪器的构成
• 4.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 4.1.4 虚拟仪器测试系统的组成
• 4.2 虚拟仪器软件开发平台
• 4.2.1 图形化虚拟仪器开发平台—LabVIEW
• 4.2.2 LabVIEW 的功能与特点
• 4.2.3 LabVIEW 设计方法
• 4.3 测量系统程序的设计
• 4.3.1 测量程序总体实现
• 4.3.2 测量程序前面板
• 4.3.3 测量程序框图
• 4.3.4 多通道测量的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 测量系统的应用研究
• 5.1 均匀电场下测量系统的校准
• 5.3 实验线路下实验
• 5.4 误差分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 论文摘要