高压变电站无线测温装置的电磁兼容性和有限元分析

摘要

随着我国经济建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高，电力需求量日益增加，电力系统的负荷也越来越重。长时间的高负荷运行加上无法及时进行更新维护，使得变电站电力设备老化现象严重、电力事故频发，往往造成不可挽回的损失。无线测温技术作为新兴的温度实时监控手段，不仅能够减少变电站的占用空间和设备复杂程度，而且安装维护方便，与传统的温度检测方法相比具有很多优势，但是变电站中设备繁多、电磁环境复杂，产生的各种干扰会对无线测温装置的正常运行带来影响，因此需要对其进行电磁兼容性研究。 本文从变电站的电磁环境分析入手，找出了可能对无线测温装置产生干扰的主要干扰源，并运用端口的概念对该装置的抗干扰性进行了研究，提出了相应的抗干扰措施。 本文重点运用电磁屏蔽理论和Schelkunoff公式，计算比较了几种常用材料制成的金属板材和金属网作为屏蔽材料的屏蔽性能，在此基础上首次提出以金属网作为高压变电站无线测温装置屏蔽材料的屏蔽方案。 本文还首次运用ANSYS软件对高压变电站无线测温装置进行了有限元分析，模拟出装置周围的电磁场，并讨论了其产生的电磁场对变电站二次设备可能产生的影响，从理论上说明了无线测温装置在变电站中运行的可靠性。

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声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1电力系统温度监测的重要性

1.1.2电力系统主要温度监测方法介绍

1.1.3电力系统中电磁兼容研究的重要性

1.2国内外研究现状

1.2.1无线自动测温技术

1.2.2电磁兼容研究

1.2.3电磁场的有限元分析

1.3主要研究工作

第二章无线测温装置的电磁兼容

2.1变电站电磁环境

2.2无线测温装置的硬件组成和电磁兼容性能分析

2.2.1数字式温度传感器DS18B20

2.2.2主控芯片MSP430

2.2.3无线通信模块CC1020

2.2.4线性电流调节器MAX1726和MAX8881

2.2.5电磁兼容性能分析

2.3无线测温装置的软件滤波

第三章无线测温装置的屏蔽方法研究

3.1电磁屏蔽

3.1.1电磁屏蔽重要性

3.1.2电磁屏蔽基本概念

3.2金属板屏蔽效能分析

3.3金属网屏蔽效能分析

第四章无线测温装置电磁场的有限元研究

4.1 ANSYS高频电磁场的有限元分析

4.1.1电磁场的有限元分析

4.1.2高频电磁场的有限元模型

4.2无线测温装置的ANSYS分析与求解

4.2.1物理环境

4.2.2实体模型

4.2.3有限元模型

4.2.4边界条件和载荷

4.2.5计算结果

4.3结果分析

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2未来工作的展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢