基于能量收集高压电缆取能研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonEnergyHarvestingPowerSupplyofHigh·-voltagePowerLineAThesisinControlEngineeringYangFengAdvisedbyProf．YongqiangYeSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirement

2、sfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2013承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：时极

3、南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要本文首先调研了高压侧电子设备的电源供应问题的研究现状，并详述了能量收集思想，然后根据电流互感器(CurrentTramformel"，简称CT)取能结构特点，建立并深入分析了CT取能的数学模型，其次分析了国内外CT取能设计方案的优缺点，另外基于能量收集思想设计了能量收集方案——电荷泵和电源管理模块，最后制作电源样机并分别进行小电流、大电流条件下的实验测试。CT取能总是受高压电缆中电流大小的影响，为了更好的解决高压侧监测系统电源问题，本文提出新的方案——电场取能方法。

4、本文首先提出并详述了两种电场取能方案，然后设计了两种取能结构并建立了相应的数学模型，其次设计并实现了单相结构取电原理验证样机，最后搭建实验平台进行高压实验，分别研究金属环材料、尺寸、电缆高度及高压电缆电压等级等因素对电场取能的影响。CT取能实验结果表明根据本设计方案制作的CT电源样机大大改善CT取能的供电死区，提高其适应电流范围至1A'--"1000A，且电源系统方案申请了相关专利。电场取能实验结果验证了理论与实验的一致性，论证了电场取能的可能性，并掌握了电场取能特点为进一步开发电源样机打下基础。关键词：能量收

5、集，CT,CT取能方法，电场取能，分布电容基于能量收集的高压电缆取能研究ABSTRACTFirstly,thisthesissurveysthesolutionsforpowersupplyofonlinemonitoringsystems，andrecountstheenergyharvestingmethod．Then,accordingtothecharacteristicsofthecurrenttransformer,referredtoasCT,thisthesisestablishesanddee

6、plyanalyzesthemathematicalmodelofCT,andanalyzestheadvantagesanddisadvantagesoftheserelevantsolutionsbasedontheCTmethod．Inaddition,thechargepumpcircuitandpowermanagementmodulearedesignedintheviewofenergyharvesting．Finally,thepowerprototypeisbuiltandtestedunde

7、rconditionsoflowandhighcurrent．Ascurrentchangesinthehigh-voltagecablesalwaysaffecttheCTmethod,anewmethod,thecapacitiveenergyharvestingmethodisproposedinordertobettersolvethispowerproblem．Firstly,thisthesisproposesandrecountstwosolutionsforharvestingenergyfro

8、melectricfield,andthen,designstwostructureswhosemathematicalmodelareestablishedanddeeplyanalyzed．Inaddition，thesingle-phaseprototypeisdesignedandimplemented．Finally,throughhigh-voltageexperiment