【精彩论文】高压输电线路在线监测设备无线供电磁耦合机构优化

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摘要：对高压输电线路进行实时精准的在线监测是保障电网稳定运行的有效手段。磁耦合共振无线供电为解决在线监测设备供电困难的问题提供了一种可行方案，但传统磁耦合共振系统耦合程度弱，传输效率对传输距离变化敏感，总体性能欠佳。基于电路模型分析了耦合线圈互感对传输效率的影响，提出了考虑线圈与磁芯耦合影响关系的联合优化方案从而提升传输性能。仿真和实验结果验证了在同轴间距、水平和角度偏移变化时的系统效率提升。为提升磁耦合系统传输效率和距离提供了一种有效方案。
结论：文中通过分析磁耦合共振的等效电路模型，确定了增大线圈互感以提升系统传输效率的可行性，提出了基于磁芯、线圈的联合优化方案。首先对Spiral和Helix 2种线圈结构，建立了4种仿真模型以分析线圈优化效果。通过分析互感等多种参数的仿真结果发现磁芯优化后Helix结构在4种模型中最大程度提高了耦合线圈间的互感。在此基础上将磁芯结构参数对互感的影响进一步分析，并对磁芯结构进行了优化设计。最后由实验结果分析可知Helix线圈在有磁芯机构优化作用下，在同轴间距、水平偏移、角度偏移3种条件下的传输效率均有显著提升，验证了所提出的磁芯线圈联合优化方案对提升磁耦合共振系统传输效率的有效性。为磁耦合共振无线供电技术应用于输电线路监测设备供电电源过程中提供了一种有效的优化方案。

引文信息

何继勇, 周海阔, 朱仁勋. 高压输电线路在线监测设备无线供电磁耦合机构优化[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 139-147, 165.HE Jiyong, ZHOU Haikuo, ZHU Renxun. Optimization of magnetic coupling mechanism for wireless power supply of high-voltage transmission line on-line monitoring equipment[J]. Electric Power, 2021, 54(5): 139-147, 165.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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