基于有限元仿真分析的智能电表防外界电磁场干扰方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元仿真分析的智能电表防外界电磁场干扰方法，包括以下步骤：S01.电表仿真模型参数确定；S02.计算无外界电磁干扰的电表仿真模型输出；S03.计算有工频磁场干扰时电表仿真模型输出；S04.分析电磁铁与电能表之间距离的变化对电表仿真模型输出的影响；S05.分析直流磁场对变压器电源的影响；S06.分析不同导磁材料对干扰电磁场的屏蔽效果；S07.根据步骤S03、S04、S05所分别获取函数关系，结合步骤S06获取的不同导磁材料对干扰电磁场的屏蔽效果，获取智能电表内部电源、电压互感器和电流互感器与智能电表表壳的安全距离。本发明基于有限元分析进行三维电磁场分析，防止外界电磁场对电能表的影响，防止电能表发生窃电。

主权项

基于有限元仿真分析的智能电表防外界电磁场干扰方法，其特征在于：包括以下步骤：S01，电表仿真模型参数确定，建立电表仿真模型：结合实际智能电表内部电压互感器、电流互感器和变压器的大小，确定电表仿真模型铁芯参数、变压器线圈参数、电压互感器线圈参数和电流互感器线圈参数，基于有限元分析建立电表仿真模型；S02：计算无外界电磁干扰的电压互感器、电流互感器和变压器输出：通过有限元分析，计算步骤S01所述电表仿真模型的电压互感器、电流互感器和变压器输出，进而获取所述电表仿真模型的电能计量输出；S03，计算有工频磁场干扰时电压互感器、电流互感器和变压器输出：在所述电表仿真模型的线圈侧设置仿真电磁铁，改变所述电磁铁上线圈的激励电压的大小、方向和频率的同时计算电表仿真模型的电压互感器、电流互感器和变压器的输出，基于有限元分析获取不同强度的外界工频磁场条件下，电压互感器、电流互感器和变压器的输出数据，通过数学软件获取所述工频磁场与电压互感器、电流互感器的输出的函数关系；S04，分析电磁铁与电能表之间距离的变化对电压互感器、电流互感器和变压器输出的影响：改变电磁铁与电压互感器、电流互感器的距离，基于有限元分析记录所述距离变化时，电压互感器、电流互感器输出数据，获取电磁铁上电压保持不变时随着距离的变化，电磁铁对电压互感器、电流互感器输出数据的影响关系；S05，分析直流磁场对变压器电源的影响：电磁铁加上直流电压，采用瞬态法进行直流磁场的仿真，通过改变直流电压值改变直流磁场场强，基于有限元分析记录不同直流磁场场强条件下，电压互感器、电流互感器的输出数据，获取直流磁场场强与电压互感器、电流互感器输出的关系函数；S06，分析不同导磁材料对干扰电磁场的屏蔽效果：在电磁铁与电表仿真模型间加上一块导磁平板，所述导磁平板用于电磁屏蔽，记录不同导磁材料条件下，电表仿真模型的电压互感器、电流互感器和变压器的输出数据，获取不同导磁材料对干扰电磁场的屏蔽效果；S07，结合经验中实际窃电所用的电磁铁，根据步骤S03、S04、S05所分别获取的工频磁场、电磁铁与电压互感器、电流互感器和变压器的距离、直流磁场对电压互感器、电流互感器和变压器的输出数据的对应关系，同时结合步骤S06获取的不同导磁材料对干扰电磁场的屏蔽效果，获取在不同导磁材料的屏蔽的条件下，智能电表内部电源、电压互感器、电流互感器和变压器与智能电表表壳的安全距离。