CN102231591B - 一种基于自取能线圈技术的配网工作电源 - Google Patents

一种基于自取能线圈技术的配网工作电源 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种配网工作电源，尤其是涉及一种基于自取能线圈技术的配网工作电源。一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，包括电感铁芯（1），其特征在于，所述的电感铁芯（1）上绕制有泄放绕组（2）和取能绕组（3），所述的泄放绕组（2）上还连接有泄放模块（4），所述的取能绕组（3）上还连接有取能装置。因此，本发明具有如下优点：1.解决了在大电流甚至短路故障引起冲击电流，产生的大幅值电压和波形畸变；2.一种在小电流时也能够获得较大的启动电流。

Description

一种基于自取能线圈技术的配网工作电源
技术领域
本发明涉及一种配网工作电源，尤其是涉及一种基于自取能线圈技术的配网工作电源。 
背景技术
在已建成的配电网络中, 大多未考虑安装智能设备的接口, 其中最突出的是没有智能设备的工作电源接口, 这使得成熟的智能技术无法在配电网络中应用。 
因此, 工作电源的获取成为智能电网中配电网自动化建设的一个关键问题。目前比较常用的配电网工作电源获取方法包括自取能线圈、高压电容分压取能、激光取能以及太阳能供电等。高压电容分压取能方式在高压与智能设备间没有电气隔离, 存在安全隐患, 因此对电路的过压保护及高压绝缘设计有较高要求。激光取能则由于成本比较高, 在配电网络中的应用受到一定的限制。而太阳能供电则过多依赖于天气情况, 电源稳定性不够。最具有发展前景的就是自取能线圈，在导线上套装取能线圈将导线能量转换到二次侧, 实现隔离式供电。但目前的自取能线圈还面临很多技术难点，主要是如何适应配网的负荷电流宽范围变化。在小负荷电流时，尽可能提供足够的能量, 获得较大的驱动电流。而当最大负荷电流时或发生故障产生冲击电流时，避免由于磁芯饱和产生的冲击电压过大，保证电源的安全。针对这两个主要的技术难点，本文提出了解决方案。 
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的高压电容分压取能方式在高压与智能设备间没有电气隔离, 存在安全隐患；激光取能则由于成本比较高, 在配电网络中的应用受到一定的限制；而太阳能供电则过多依赖于天气情况, 电源稳定性不够等的技术问题；提供了一种解决了在大电流甚至短路故障引起冲击电流，产生的大幅值电压和波形畸变的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源。 
本发明还有一目的是解决现有技术所存在的采用自取能线圈时，在小负荷电流时，不能提供足够的能量, 获得较大的驱动电流等的技术问题；提供了一种在小电流时也能够获得较大的启动电流的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源。 
本发明再有一目的是解决现有技术所存在的等的技术问题；提供了一种。 
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 
一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，包括电感铁芯，其特征在于，所述的电感铁芯上绕制有泄放绕组和取能绕组，所述的泄放绕组上还连接有泄放模块，所述的取能绕组上还连接有取能装置。
在上述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，电感铁芯由第一弧形电感铁芯和第二弧形电感铁芯组成圆形电感铁芯，所述的第一弧形电感铁芯的截面积大于或者小于第二弧形电感铁芯。 
在上述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，上述泄放绕组和取能绕组均绕制在所述第二弧形电感铁芯上。 
在上述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，所述的第二弧形电感铁芯包括弧形内部电感铁芯以及套设置在弧形内部电感铁芯外的弧形外部电感铁芯，上述泄放绕组绕制在弧形外部电感铁芯上，上述取能绕组绕制在弧形内部电感铁芯上。 
在上述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，所述的取能装置包括与依次连接的整流模块、滤波模块以及稳压模块，所述的整流模块与上述取能绕组连接，上述的泄放模块还分别对所述整流模块和滤波模块连接。 
因此，本发明具有如下优点：1. 解决了在大电流甚至短路故障引起冲击电流，产生的大幅值电压和波形畸变；2. 一种在小电流时也能够获得较大的启动电流。 
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图； 
图2为本发明的第二弧形电感铁芯6的截面剖视示意图；
图3为附图2的左视结构示意图；
图4是本发明的等效空载电路示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，电感铁芯1、泄放绕组2、取能绕组3、泄放模块4、第一弧形电感铁芯5、第二弧形电感铁芯6、弧形内部电感铁芯7、弧形外部电感铁芯8、整流模块9、滤波模块10、稳压模块11。 
实施例： 
参见图1，一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，包括电感铁芯1，电感铁芯1上绕制有泄放绕组2和取能绕组3，泄放绕组2上还连接有泄放模块4，取能绕组3上还连接有取能装置；取能装置包括与依次连接的整流模块9、滤波模块10以及稳压模块11，整流模块9与上述取能绕组3连接，泄放模块还分别对整流模块9和滤波模块10连接，取能绕组类似于电流互感器，通过一次线路磁感应取能。
电感铁芯1由第一弧形电感铁芯5和第二弧形电感铁芯6组成圆形电感铁芯，第一弧形电感铁芯5的截面积大于或者小于第二弧形电感铁芯6，泄放绕组2和取能绕组3均绕制在第二弧形电感铁芯6上。本发明采用两个不规整半圆型线圈合并结构，采用开口式线圈，在安装时可以很方便的卡套到线路导线上，方便安装拆卸，适用于以建好的配电网线路，方便线路的改造和升级。采用硅钢铁芯，铁芯两半圈采用不同的内外径，保证在铁芯开口连接处的贴合。 
第二弧形电感铁芯6包括弧形内部电感铁芯7以及套设置在弧形内部电感铁芯7外的弧形外部电感铁芯8，泄放绕组2绕制在弧形外部电感铁芯8上，取能绕组3绕制在弧形内部电感铁芯7上。取能绕组3和泄放绕组2均匀绕在铁芯上，取能绕组3取200匝，泄放绕组2根据需要取500匝。泄放绕组2匝数远大于取能绕组3，即可起到分流分压的作用；泄放绕组2的原理类似于的三绕组互感器，取能线圈二次侧的取能绕组和泄放绕组均感应线路电能，见附图2，泄放绕组2起到了分流分压的作用。泄放模块对泄放绕组起控制作用。以整流后的电压为控制电压，通过晶闸管反向隔离，电阻分压控制双向晶闸管的导通，进而控制了泄放绕组电流的导通与关断。通过泄放电路参数的设置，可使一次电流超过预定值时开启泄放绕组回路。 
由于母线电流是不断变化的，而工作电源需要的是大小恒定的直流电压，因此磁感应线圈从母线感应出交流的能量后，经过整流电路将交流电转变为直流脉动电压，通过滤波电路将脉动电压进行平滑。此时得到的幅值范围较宽的直流电，采用以CS5173芯片为主的稳压电路，DC-DC后得到稳定的5v电压，满足工作电源的需要。 
本发明专利的自取能线圈技术提供的工作电源，可通过自身带有的取能线圈在所安装的线路上感应电流来取得稳定的工作电源。实验证明，这种工作电源能够在电流大于15A的时候启动；能够在100毫秒内承受1500A的冲击电流。能够适应配电网大范围的电流变化。 
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 
尽管本文较多地使用了电感铁芯1、泄放绕组2、取能绕组3、泄放模块4、第一弧形电感铁芯5、第二弧形电感铁芯6、弧形内部电感铁芯7、弧形外部电感铁芯8、整流模块9、滤波模块10、稳压模块11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 

Claims (4)

1.一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，包括电感铁芯（1），其特征在于，所述的电感铁芯（1）上绕制有泄放绕组（2）和取能绕组（3），所述的泄放绕组（2）上还连接有泄放模块（4），所述的取能绕组（3）上还连接有取能装置，所述电感铁芯（1）由第一弧形电感铁芯（5）和第二弧形电感铁芯（6）组成圆形电感铁芯，所述的第一弧形电感铁芯（5）的截面积大于或者小于第二弧形电感铁芯（6）。
2.根据权利要求1所述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，其特征在于，上述泄放绕组（2）和取能绕组（3）均绕制在所述第二弧形电感铁芯（6）上。
3.根据权利要求1所述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，其特征在于，所述的第二弧形电感铁芯（6）包括弧形内部电感铁芯（7）以及套设置在弧形内部电感铁芯（7）外的弧形外部电感铁芯（8），上述泄放绕组（2）绕制在弧形外部电感铁芯（8）上，上述取能绕组（3）绕制在弧形内部电感铁芯（7）上。
4.根据权利要求1所述的一种基于自取能线圈技术的配网工作电源，其特征在于，所述的取能装置包括与依次连接的整流模块（9）、滤波模块（10）以及稳压模块（11），所述的整流模块（9）与上述取能绕组（3）连接，上述的泄放模块还分别对所述整流模块（9）和滤波模块（10）连接。
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