[发明专利]一种用电容传感器测量变压器线圈暂态电压的解耦方法

摘要

本发明公开一种用电容传感器测量变压器线圈暂态电压解耦方法。利用电容传感器测量变压器线圈暂态电压时，由于临近线圈耦合作用，造成测量结果不准确。测量数据需要作解耦处理。该解耦方法包含以下几个步骤搭建变压器线圈等尺寸模型、实验获得耦合系数矩阵、利用电容传感器阵列测量数据、求解线性方程组获得线圈各饼暂态电压分布。

主权项

一种用电容传感器测量变压器线圈暂态电压的解耦方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤S100，对变压器线圈首端施加脉冲电压，使用电容传感器阵列测量变压器线圈不同线饼的电压，其中，电容传感器和对应的线饼共面，所述电容传感器后端连接频带拓展电路，所述频带拓展电路由电压跟随器组成，用于拓展电容传感器待测量回路的下限频率，所述电压跟随器由高速运算放大器和电阻组成；步骤S200，根据目标变压器线圈的尺寸，搭建等效绕组模型确定电容传感器阵列对变压器线圈不同线饼的耦合系数，所述等效绕组模型由变压器线匝、电容传感器、安装骨架和接地金属板组成，所述等效绕组模型中的电容传感器与变压器线匝放置于同一安装骨架上，同时在整个测量过程中保证两者的相对距离不变，所述等效绕组模型中变压器线匝使用包有绝缘纸的扁铜线制成，所述安装骨架采用绝缘材料制成，对等效绕组模型中每根变压器线匝依次施加1kV工频交流电压，利用电容传感器测量相应的电压幅值，测量的电压幅值与施加电压值的比值即为对应的变压器线匝在传感器上的耦合系数；对每根线匝都利用电容传感器进行测量便得到耦合系数矩阵A；所得到的耦合系数矩阵为带状稀疏矩阵，且为对称矩阵，等效绕组模型中所采用测量方法的绝对误差为：其中Δuk表示绕组第k饼电压信号的绝对误差，a′ki表示逆矩阵A‑1中第k行第i列对应元素，Δaki表示逆矩阵A‑1中第k行第i列对应元素的绝对误差，Vi表示第i个传感器所测量的电压信号，ΔVi表示第i个传感器所测量电压信号的绝对误差，N表示电容传感器和绕组线饼的数目，等效绕组模型中所采用测量方法的相对误差为其中表示电压信号uk的相对误差，表示由a′ki造成的相对误差，表示由Vi造成的相对误差；步骤S300，利用数学方法处理数据，获得变压器线圈不同线饼的电压。