1.武汉大学电气工程学院 湖北武汉 430072；2.云南电网有限责任公司丽江供电局 云南丽江674100；3.云南大学旅游文化学院 云南丽江 674100
摘要：无线电能传输技术为高压在线监测设备的供电问题提供了有效的解决方案，但是仍存在系统传输功效低、与绝缘子串交互性影响显著等问题。提出一套应用于110kV高压输电线路在线监测设备无线传能系统的设计方案，设计了一种U型三线圈耦合机构，结合理论分析和仿真计算对线圈参数进行逐步优化，验证设计方案的可行性。
关键字：高压输电线路；在线监测设备；无线电能传输；U型三线圈；
1引言
随着我国电力事业的发展与进步，为了保证高压输电线路始终处于良好稳定的运行状态，往往在输电线路附近安装绝缘子污秽、雷击定位、杆塔倾斜等多种在线监测设备，但是其供电问题始终是限制在线监测技术普及与发展的重要因素之一[1]。
2系统方案与理论模型建立
2.1.1 系统整体方案
无线电能传输系统整体结构系统主要由锂电池电源、高频逆变电路、控制及保护电路、谐振耦合机构、整流稳压电路组成。
2.1.2系统等效电路模型分析
根据三线圈电路结构，其等效线路为图2所示。
根据电路理论建立KVL方程：
求出系统处于谐振状态下的传输效率表达式：
2 系统仿真与优化设计
2.1 线圈参数分析与优化
实现系统最大传输功率为主要目标，在兼顾传输效率的同时，对耦合线圈结构参数进行逐步优化。优化得到线圈实验数据如表1所示。
表1 线圈基本参数
2.2系统仿真结果
利用ANSYS/Maxwell 分别对传统两线圈仿真模型和 U型三线圈仿真模型，结果如图2所示。其中绝缘子采用普遍应用于110kV输电线路的玻璃绝缘子，耦合线圈结构参数完全一致。
(a) 传统两线圈模型
(b) U型三线圈模型
图2 磁场仿真结果
3结论
为了解决高压在线监测设备的供电问题，本文结合理论分析与仿真计算，提出一种带有U型三线圈耦合机构的无线电能传输系统设计方案。
参考文献
[1]王维. 高压输电线路在线监测设备无线供能关键技术研究及系统优化设计[D]. 2017.
作者简介
刘丹丹(1988—)，女，山东济宁人，在职研究生，工程师，研究电能的无线传输系统等。
论文作者:刘丹丹1,2,谭贵生3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签：线圈论文; 在线论文; 系统论文; 电能论文; 高压论文; 线路论文; 绝缘子论文; 《基层建设》2019年第22期论文;