CN103904697A - 一种输电线路取能方法 - Google Patents

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丁登伟
张星海
曹永兴
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Abstract

本发明公开了一种输电线路取能方法,所述方法包括:在输电线路中套入3个线圈;将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端;将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块;将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压,实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。

Description

一种输电线路取能方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统领域,尤其涉及一种输电线路取能方法。
背景技术
[0002] 近年来在电力系统中,采用了许多输电线路在线监测技术保障高压输电线路安全稳定运行。而监测终端需要不断的供电才能长期使用,如何解决好监测终端的供电问题对在线监测系统可靠工作非常关键和必要。
[0003]目前输电线路在线监测装置的取能方式有:太阳能+蓄电池、风能+蓄电池、取能线圈在输电线路上高压感应取能等。太阳能+蓄电池不适用于阴雨天气长时间持续的山区,风能+蓄电池只适用于特定的地区。线圈高压感应取能结构简单、体积小、成本较低、稳定可靠,相较其他几种方式具有较大优势,但其存在易饱和,功率下限死区高,低电流下输出功率较小。为了解决线圈高压感应取能应用问题,很多研究者进行了相关研究,通过采用平波电抗器、铁芯开气隙、电流互感器取能与储能电池结合、双纳米晶铁芯并行、补偿铁芯或补偿线圈等措施达到稳定取能的目的,但是在输电线路只有低于IOA的小电流时,取能装置的输出功率较小或是无法取能。
[0004] 综上所述,本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:
在现有技术中,由于现有的输电线路取能装置或方法需要在输电线路电流较大时才能感应取能,而在输电线路电流较小时,取能的效率较低,所以,现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种输电线路取能方法,解决了现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题,实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。
[0006] 为解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种输电线路取能方法,所述方法包括:
首先,在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈;
然后,将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端;
然后,将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块;
最后,将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压。[0007] 进一步的,所述第一线圈的铁芯由硅钢材料制成,所述第二线圈的铁芯由铁基纳米晶材料制成。
[0008] 进一步的,所述罗氏线圈用于测量所述输电导线的电流大小。
[0009] 进一步的,所述判断导线的电流是否小于一预设值,具体为:利用所述罗氏线圈的测量作为所述逻辑判断模块的输入,当测量的所述导线的电流小于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述导线的电流大于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端。
[0010] 进一步的,所述铁基纳米晶的饱和限值具体为100A。
[0011] 进一步的,所述整流滤波模块具体为由4个二极管构成的全波整流电路,所述整流滤波模块用于将交流输入电压转变为直流电压。
[0012] 进一步的,所述过压保护模块由压控电阻和瞬态电压抑制器组成。
[0013] 进一步的,所述超级电容稳压供电模块具体由超级电容和脉宽调制型DC\DC电源模块组成。
[0014] 进一步的,所述利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压具体包括: 首先,利用所述超级电容对电能进行缓存,
然后,采用所述脉宽调制型DC\DC电源模块,将所述超级电容的输出电压转化为稳定的12V直流电压输出。
[0015] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点: 由于采用了首先在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈,
然后将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端,然后将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块,然后将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压的技术方案,即利用硅钢和铁基纳米晶材料的双绕组高压取能系统,由于当导线电流较低时,铁基纳米晶材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,降低了取能系统的功率下限死区,在导线电流低于IOA时,能有较大的功率输出,同时在导线电流增大,超过铁基纳米晶铁芯的饱和限值时,取能系统能自动切换取能线圈,以硅钢材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,解决了铁芯深度饱和问题,保证取能系统既有稳定的功率输出,又保护了铁芯,提高了供能稳定性;且利用超级电容作为电能缓存单元,可保障取能系统在低于0°的环境下稳定运行,而且超级电容可频繁充放电,提高了取能系统的使用寿命,与蓄电池相比,优势明显,所以,有效解决了现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题,进而实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。
附图说明
[0016] 图1是本申请实施例一中输电线路取能方法的流程图;
图2是本申请实施例一中逻辑判断模块的逻辑判断示意图。具体实施方式
[0017] 本发明提供了一种输电线路取能方法,解决了现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题,实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。
[0018] 本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下:
采用了首先在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈,然后将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端,然后将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块,然后将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压的技术方案,即利用硅钢和铁基纳米晶材料的双绕组高压取能系统,由于当导线电流较低时,铁基纳米晶材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,降低了取能系统的功率下限死区,在导线电流低于IOA时,能有较大的功率输出,同时在导线电流增大,超过铁基纳米晶铁芯的饱和限值时,取能系统能自动切换取能线圈,以硅钢材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,解决了铁芯深度饱和问题,保证取能系统既有稳定的功率输出,又保护了铁芯,提高了供能稳定性;且利用超级电容作为电能缓存单元,可保障取能系统在低于0°的环境下稳定运行,而且超级电容可频繁充放电,提高了取能系统的使用寿命,与蓄电池相t匕,优势明显,所以,有效解决了现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题,进而实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。
[0019] 为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0020] 实施例一:
在实施例一中,提供了一种输电线路取能方法,请参考图1-图2,所述方法包括:
S10,在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈;
S20,将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端;
S30,将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块;
S40,将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压。
[0021] 其中,在本申请实施例中,所述第一线圈的铁芯由硅钢材料制成,所述第二线圈的铁芯由铁基纳米晶材料制成。
[0022] 其中,实际应用中,由于铁基纳米晶材料初始磁导率较高,但饱和磁感应强度较低,而硅钢材料初始磁导率较低,饱和磁感应强度较高,为了降低取能系统的功率下限死区,提高抗饱和能力。取能系统采用双线圈结构,分别以铁基纳米晶为材料和硅钢材料为铁芯。然后再采用Rogowshi线圈(即罗氏线圈)测量输电导线电流,将这三线圈套入高压输电线的导线上。
[0023] 其中,在本申请实施例中,所述罗氏线圈用于测量所述输电导线的电流大小。
[0024] 其中,在本申请实施例中,所述判断导线的电流是否小于一预设值,具体为:利用所述罗氏线圈的测量作为所述逻辑判断模块的输入,当测量的所述导线的电流小于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述导线的电流大于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端。
[0025] 其中,在本申请实施例中,所述铁基纳米晶的饱和限值具体为100A。
[0026] 其中,在实际应用中,请参考图2,图2为逻辑判断模块的逻辑判断示意图,其中,将两取能线圈的抽头并联接入逻辑判断模块,利用罗氏线圈的测量作为逻辑判断模块的输入,当测量的导线电流小于铁基纳米晶铁芯的饱和限值(本申请实施例中的饱和限值为100A)时,将开关K1、K4开路,Κ2、Κ3短路,则硅钢取能线圈短路,以铁基纳米晶取能线圈作为输入端,当导线电流超过铁基纳米晶铁芯的饱和限值时,将开关Κ2、Κ3开路,Κ1、Κ4短路,则将铁基纳米晶取能线圈短路,以硅钢取能线圈作为输入端。
[0027] 其中,在本申请实施例中,所述整流滤波模块具体为由4个二极管构成的全波整流电路,所述整流滤波模块用于将交流输入电压转变为直流电压。
[0028] 其中,在实际应用中,在逻辑判断模块之后,接入整流滤波模块及过压保护模块。在整流滤波模块采用4个二极管构成全波整流电路,将交流输入电压转变为直流电压。在过压保护模块,使用压控电阻和瞬态电压抑制器,调节系统向后输出的电压和传输的功率,使通过过压保护模块向后输出7.5〜75V的直流电压。
[0029] 其中,在本申请实施例中,所述过压保护模块由压控电阻和瞬态电压抑制器组成。
[0030] 其中,在本申请实施例中,所述超级电容稳压供电模块具体由超级电容和脉宽调制型DC\DC电源模块组成。
[0031] 其中,在本申请实施例中,所述利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压具体包括:
首先,利用所述超级电容对电能进行缓存,
然后,采用所述脉宽调制型DC\DC电源模块,将所述超级电容的输出电压转化为稳定的12V直流电压输出。
[0032] 其中,在实际应用中,利用超级电容对电能进行缓存,然后采用脉宽调制型DC\DC电源模块,将超级电容的输出电压转化为稳定的12V直流电压输出。
[0033] 上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
由于采用了首先在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈,然后将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端,然后将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块,然后将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压的技术方案,即利用硅钢和铁基纳米晶材料的双绕组高压取能系统,由于当导线电流较低时,铁基纳米晶材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,降低了取能系统的功率下限死区,在导线电流低于IOA时,能有较大的功率输出,同时在导线电流增大,超过铁基纳米晶铁芯的饱和限值时,取能系统能自动切换取能线圈,以硅钢材料为铁芯的取能线圈抽头作为取能系统的输入,解决了铁芯深度饱和问题,保证取能系统既有稳定的功率输出,又保护了铁芯,提高了供能稳定性;且利用超级电容作为电能缓存单元,可保障取能系统在低于0°的环境下稳定运行,而且超级电容可频繁充放电,提高了取能系统的使用寿命,与蓄电池相比,优势明显,所以,有效解决了现有的输电线路取能方法或装置,在输电线路电流较小时,存在取能装置输出功率较小或无法取能的技术问题,进而实现了在输电线路电流很小时,取能装置能够稳定且较高的输出功率,且取能装置具有较长的使用寿命,成本较低的技术效果。
[0034] 尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0035] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种输电线路取能方法,其特征在于,所述方法包括: 在输电线路中套入3个线圈,分别为:第一线圈、第二线圈、罗氏线圈; 将所述3个线圈接入逻辑判断模块,判断输电导线的电流是否小于一预设值,若所述输电导线的电流小于所述预设值,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述输电导线的电流大于所述预设值,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端; 将整流滤波模块和过压保护模块接入所述逻辑判断模块; 将超级电容稳压供电模块接入所述整流滤波模块,利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一线圈的铁芯由硅钢材料制成,所述第二线圈的铁芯由铁基纳米晶材料制成。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述罗氏线圈用于测量所述输电导线的电流大小。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述判断导线的电流是否小于一预设值,具体为:利用所述罗氏线圈的测量作为所述逻辑判断模块的输入,当测量的所述导线的电流小于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第一线圈短路,将所述第二线圈作为输入端,若所述导线的电流大于所述铁基纳米晶的饱和限值时,则将所述第二线圈短路,将所述第一线圈作为输入端。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述铁基纳米晶的饱和限值具体为100A。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述整流滤波模块具体为由4个二极管构成的全波整流电路,所述整流滤波模块用于将交流输入电压转变为直流电压。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述过压保护模块由压控电阻和瞬态电压抑制器组成。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超级电容稳压供电模块具体由超级电容和脉宽调制型DC\DC电源模块组成。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述利用所述超级电容稳压供电模块输出12V的直流电压具体包括: 利用所述超级电容对电能进行缓存, 采用所述脉宽调制型DC\DC电源模块,将所述超级电容的输出电压转化为稳定的12V直流电压输出。
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