CN102904337A - 一种输电线路在线监测设备的电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路在线监测设备的电源装置，包含用于将液压能转换为交流电压源的能量转换模块，用于将交流电压源同时转换为输电线路在线监测设备电源和减振系统直流电源的电源转换模块，用于降低能量转换模块振动的磁流变液减振模块，用于降低能量转换模块噪声的降噪模块，用于防止整个装置被盗的防盗螺栓模块。是具有全新理念的输电线路在线监测设备的电源装置。该技术大幅度提高了输电线路在线监测设备的电源供给的可靠性、降低振动和环境噪声污染，促进了输电线路在线监测技术的发展。

Description

一种输电线路在线监测设备的电源装置

技术领域

本发明涉及输电线路状态监测技术领域，特别是一种输电线路在线监测设备的电源装置。

背景技术

国内外电网受大气候和微地形、微气象条件的影响，雷害、冰害、鸟害、洪涝等事故时有发生。造成了导线、铁塔、绝缘子和金具带来不同程度的机械损坏，严重时导致断线和倒杆塔，造成大面积停电事故。因此为有效掌控输电线路运行状态并及时采取有效的措施，输电线路在线监测与状态评估技术得到了长足的发展。然而对输电线路进行在线监测时，其电源供给是关键问题之一。因各种传感器及信号发送单元均在架空线附近，不可能使用常规的电源。同时电源工作在野外，对可靠性也提出了很高要求。目前比较常用的在线供电方式有：采用太阳能板供电、激光供电及互感器取能等。

（1）太阳能板供电。在有光照的情况下,太阳能板一面向负载供电,一面对蓄电池充电,在阴天或夜间由蓄电池向负载供电。其输出功率受光照与太阳能板面积制约。由于供电电池板的体积庞大,不利于安装,而且易受气候的影响,在南方多雨多雾的气候条件下不适用于在线设备。

（2）激光供能方式。在低压端利用大功率激光发生器发光,通过光纤将光能传输到高压端,在高压端利用光电池将光能转换为电能,为高压端设备供电,该方式易受地理条件限制(高压输电线路多经过山区,森林等,需要另外增加低压端),且设备复杂,转换成本高,效率与功率较低。因而,该供电方式在户外架空线路中未能得到广泛的应用。

（3）电压互感器取能。高压输电线路周围存在径向分布的交变电场,依靠环周空间分布电容或对地电容,通过电容分压可以截获一定的电场能量,该方法因需考虑绝缘、均压、密封漏电等问题,受周围环境影响比较明显,未能得到广泛应用。

（4）电流互感器取能。通过电流互感器感应取能方式,是一种较为新型的取能方式。如从输电线路上采用电流互感器取能时,通过输电线路外套磁导体电磁感应获取能量。由于输电线路电流波动很大,电流互感器取能主要有两个问题是当一次电流过小时,不能获取足够的能量,互感器有取能死区，或者当一次电流过大时,高压尖脉冲对副边各器件造成干扰和损坏。

因此针对上诉目前技术的缺点，本发明在国家863计划项目基金(2012AA050209)资助下，提出了一种输电线路在线监测设备的电源装置。

发明内容

本发明的目的在于利用液压发电技术提供稳定可靠的输电线路在线监测设备的电源和装置减震励磁电源，采用磁流变液技术进行整个装置的减震，利用结构复杂的防盗螺丝实现设备防盗技术，采用先进的吸声材料降低整个装置的噪声水平，提供一种可靠性高、振动小、噪声小的一种输电线路在线监测设备的电源装置。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种输电线路在线监测设备的电源装置，包括，用于将液压能转换为交流电压源的能量转换模块，用于将交流电压源同时转换为输电线路在线监测设备电源和减振系统直流电源的电源转换模块，用于降低能量转换模块振动的磁流变液减振模块，用于降低能量转换模块噪声的降噪模块，用于防止整个装置被盗的防盗螺栓模块。

所述能量转换模块包括通过管道依次连接的油箱、液压流量调节阀、液压能驱动交流电机运转模块，液压能驱动交流电机运转模块旁侧设有交流电机绕组，液压能驱动交流电机运转模块和交流电机绕组之间通过永磁铁隔离。

所述电源转换模块包括整流变压器原边绕组、整流变压器副边绕组、整流阀构成桥式电路和压敏电阻；通过电缆连接交流电机绕组输出的交流电源，将交流电机绕组同时接入所述整流变压器原边绕组和整流变压器副边绕组；所述整流变压器副边绕组与整流阀构成桥式电路连接，整流变压器副边绕组和整流阀构成桥式电路两端分别接入压敏电阻。

所述磁流变液减振模块包括缸筒、磁流变液、线圈、活塞和振动传感器，线圈和活塞内置于缸筒之内，磁流变液充置于缸筒内壁、活塞外壁和线圈（13）外层之间，活塞连接于固定电源转换模块和能量转换模块的底板，振动传感器分布于活塞的下方，从而利用振动传感器测量的数据控制电源转换模块供给线圈电源的大小。

所述降噪模块为吸音板、密度板、实心吸音布、实心吸音棉和金属外壳依次从里到外重叠形成。

所述吸音板上具有均匀分布半径4mm的空心圆，密度板上具有均匀分布12mm的空心圆。

所述防盗螺栓模块是将金属外壳、固定电源转换模块与能量转换模块的底板利用防盗螺栓进行固定。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：提供连续可靠的电源，解决了目前太阳能板给蓄电池充电技术因天气和气候环境变化带来的电源供给不稳定的问题。利用磁流变液技术降低了整个装置的振动，提高了整个装置机械性能的安全性，利用不同孔隙的吸音板降低了整个装置的噪声，从而降低了装置运行带来的环境噪声污染，通过设计非常规的螺栓技术实现整个装置的防盗。较目前的输电线路在线监测设备电源技术，整个电源装置安装高度低，提高了现场安装、维护的成本和效率。因此该技术大幅度提高了输电线路在线监测设备电源供给的稳定性和可靠性，避免了输电线路在线监测设备因电源问题停用带来的检修和维护问题，大力推进了输电线路在线监测技术的发展。

附图说明

图1是本装置的系统原理；

图2是能量转换模块原理图；

图3是电源转换模块原理图；

图4是磁流变液减振模块原理图；

图5是降噪模块原理图；

图6是防盗螺栓模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，本发明由能量转换模块、电源转换模块、磁流变液减振模块、降噪模块和防盗螺栓模块构成。能量转换模块能够将液压能转换为交流电压源，电源转换模块将能量转换模块产生的交流电压源同时转换为输电线路在线监测设备电源和减振系统直流电源输出，磁流变液减振模块减弱能量转换模块在能量转换过程中产生的振动，降噪模块降低能量转换模块在能量转换过程中产生的噪声，防盗螺栓模块能够防止整个装置被盗。

请参阅图2所示，能量转换模块由油箱1、液压流量调节阀2、液压能驱动交流电机运转模块3通过管道6依次连接，采用永磁铁5将液压能驱动交流电机运转模块3和交流电机绕组4进行隔离。其技术特点如下：

1）频率为50Hz，频率偏差限值为±0.2Hz；

2）供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%；

3）电压总谐波畸变率2.6%；

4）以一周为测量周期，所有长时间闪变值小于1；

图3为电源转换模块，包括整流变压器原边绕组7、整流变压器副边绕组8、整流阀构成桥式电路9和压敏电阻10。，过电缆连接交流电机绕组4输出，将交流电机绕组4同时接入整流变压器原边绕组7、整流变压器的副边绕组8，整流变压器副边绕组8与整流阀构成桥式电路9连接，整流变压器副边绕组8和整流阀构成桥式电路9两端分别接入压敏电阻10，保护整流阀构成桥式电路9免受过压损害。其技术特点如下：

1、输入交流电压范围：85～264V

2、输出电压4.9～5.1V

3、输出电流0～600mA

4、线性调节0.005～0.01

5、输出纹波电压0.05～0.10

6、功率转换效率64%～68%

图4为磁流变液减振模块包括缸筒11、磁流变液12、线圈13、活塞14和振动传感器15，线圈13和活塞14内置于缸筒11之内，磁流变液12充置于缸筒11内壁、活塞14外壁和线圈13外层之间,活塞14连接于固定电源转换模块和能量转换模块的底板，活塞14用于固定电源转换模块和能量转换模块的油箱1、液压流量调节阀2、液压能驱动交流电机运转模块3、依次连接的交流电机绕组4、永磁铁5、整流变压器原边绕组7、整流变压器的副边绕组（8）、整流阀构成桥式电路9和压敏电阻10,振动传感器15分布于活塞14的下方，从而利用振动传感器15测量的数据控制电源转换模块供给线圈电源的大小。其技术特点如下：

1、实时进行减振控制

2、低电压低功耗

3、具有较高的稳定性和耐久性

4、简洁的机械结构

5、设计寿命长

图5是降噪模块，由均匀分布半径4mm空心圆的吸音板16、均匀分布12mm空心圆的密度板17、实心吸音布18、实心吸音棉19和金属外壳20依次从里到外重叠形成降噪模块。

图6是防盗螺栓模块将金属外壳20、固定电源转换模块与能量转换模块的底板21利用防盗螺栓22进行固定。

综上所述，首先能量转换模块将液压能转换为交流电压源，然后利用电源转换模块将交流电压源同时转换为输电线路在线监测设备电源和减振系统直流电源，接着磁流变液减振模块降低能量转换模块振动，降噪模块降低能量转换模块噪声，最后实现整个装置防盗。

技术指标为：

1、适用范围

10kV-1100kV的交直流输电线路在线监测设备的电源供给

2、性能指标

■电源输出电压：5V;

■精确的实时控制减振

■噪声：20dB

■工业级的稳定性和耐久性

■简洁的机电结构

■工作温度范围：-50℃-+100℃

■工作湿度范围：1%-100%

■适用海拔高度：5000m以下。

■整机使用寿命：九年以上。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的利范围中。

Claims (7)

1.一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：包括，

用于将液压能转换为交流电压源的能量转换模块，用于将交流电压源同时转换为输电线路在线监测设备电源和减振系统直流电源的电源转换模块，用于降低能量转换模块振动的磁流变液减振模块，用于降低能量转换模块噪声的降噪模块，用于防止整个装置被盗的防盗螺栓模块。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述能量转换模块包括通过管道（6）依次连接的油箱（1）、液压流量调节阀（2）、液压能驱动交流电机运转模块（3），液压能驱动交流电机运转模块（3）旁侧设有交流电机绕组（4），液压能驱动交流电机运转模块（3）和交流电机绕组（4）之间通过永磁铁（5）隔离。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述电源转换模块包括整流变压器原边绕组（7）、整流变压器副边绕组（8）、整流阀构成桥式电路（9）和压敏电阻（10）；通过电缆连接交流电机绕组（4）输出的交流电源，将交流电机绕组（4）同时接入所述整流变压器原边绕组（7）和整流变压器副边绕组（8）；所述整流变压器副边绕组（8）与整流阀构成桥式电路(9)连接，整流变压器副边绕组（8）和整流阀构成桥式电路(9)两端分别接入压敏电阻（10）。

4.根据权利要求1所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述磁流变液减振模块包括缸筒（11）、磁流变液（12）、线圈（13）、活塞（14）和振动传感器（15），线圈（13）和活塞（14）内置于缸筒（11）之内，磁流变液（12）充置于缸筒（11）内壁、活塞（14）外壁和线圈（13）外层之间，活塞（14）连接于固定电源转换模块和能量转换模块的底板，振动传感器（15）分布于活塞（14）的下方，从而利用振动传感器（15）测量的数据控制电源转换模块供给线圈电源的大小。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述降噪模块为吸音板(16)、密度板(17)、实心吸音布(18)、实心吸音棉(19)和金属外壳(20)依次从里到外重叠形成。

6.根据权利要求5所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述吸音板(16)上具有均匀分布半径4mm的空心圆，密度板(17)上具有均匀分布12mm的空心圆。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路在线监测设备的电源装置，其特征在于：所述防盗螺栓模块是将金属外壳(20)、固定电源转换模块与能量转换模块的底板(21)利用防盗螺栓（22）进行固定。

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