新型高压开关柜电流测量及电磁场模拟仿真

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1、中图分类号：TM937，校代码:10856学号:M010212115硕士学位论文Master’sThesis新型高压开关柜电流测量及电磁场论文题目模拟仿真机械电子工程专业李东昇作者姓名程武山指导教师完成日期2014年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果

2、由本人承担。学位论文作者签名:日期0月日上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于丨不保密(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名:指导教师签名：日期：年月日日期：年月日中图分类号：TM937学校代码

3、：10856学号：M010212115上海工程技术大学硕士学位论文新型高压开关柜电流测量及电磁场模拟仿真作者姓名：李东昇指导教师：程武山专业：机械电子工程学院：机械工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：答辩委员会主席：王步来（教授）成员：杜向阳（副教授）、何涛（副教授）、蔡颖玲（副教授）周玉凤（副教授）UniversityCode：10856StudentID:M010212115CURRENTMEASUREMENTANDELECTROMAGNETICFIELDSIMULATIONFORSMA

4、RTHIGH-VOLTAGESWITCHCABINETCandidate:LIDongshengSupervisor:CHENGWushanMajor:MechanicalEngineeringMechanicalEngineeringCollegeShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014新型高压开关柜电流测量及电磁场模拟仿真摘要高压开关柜在电力行业中具有重要作用，是发展智能电网的关键一环。随着国家对电力行业的愈发重视

5、，高压开关行业取得了很好的发展。传统高压开关柜在电流测量方面采用传统铁磁互感器，其测量精度低、频带窄，具有磁滞现象等问题，不能满足智能电网下测量数字化、实时性的要求，因而需要一种新型的、能够满足智能电网要求的电流测量技术。本文针对高压开关柜电流测量，利用磁传感器电流测量方法，设计出测量拓扑矩阵，推导了磁传感器测量数学模型以及电流求解矩阵。在此基础上，设计电流测量实验，在0~1200A范围内，利用磁传感器对电流进行测量。通过测量数据计算分析，确定性能最好的磁传感器型号MMLP57H，测量精度可以达到2%。完成了高压开

6、关柜母线室的三维数值模型。利用棱边单元法计算分析母线电磁场分布，探讨了磁场随母线工作电流、母线相间间距、母线高度的变化规律。设计了磁传感器拓扑结构优化实验。对KYN28-10kV高压开关柜进行区域划分，对母线内部磁场进行逐点测量，利用测量数据验证三维仿真模型的正确性，实现磁传感器测量拓扑结构优化。优化后的测量拓扑结构方案为距离母线左边缘a=30~40mm，距离母线上部h=150~300mm，距离母线表面垂直距离d=10~15cm。利用电流测量实验对比优化前后的电流测量效果，优化后的电流测量精度达到1.1%。完成了母

7、线室内电磁抗干扰设计。从磁传感器PCB板、嵌入式系统屏蔽机箱、母线室屏蔽以及弱电系统走线四个方面进行了电磁抗干扰设计，提出了解决措施。利用实验数据，对比了屏蔽板不同摆放方式对于母线室屏蔽前后的效果，引进了屏蔽效能作为衡量屏蔽效果的重要指标。设计母线室内弱电系统布局走线，采用双层屏蔽线，避免传输信号受到电磁干扰影响。关键词：高压开关柜，电流测量，磁场分布，电磁抗干扰ICURRENTMEASUREMENTANDELECTROMAGNETICFIELDSIMULATIONFORSMARTHIGH-VOLTAGESWITC

8、HCABINETABSTRACTThehighvoltageswitchindustryhasobtainedfurtherdevelopmentwiththenationalattentionincreasinglyintheelectricpowerindustry,playingakeyroleinthewholepowersupplysystem,a