CN106059119A - 一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，包括：Rogowski线圈、高压侧信号处理单元、DC/DC变换器、激光供电装置、母线自取供电装置。本发明具有激光供电装置和母线自取供电装置两套供电装置，当母线电流很小时，激光供电装置给高压侧供电，解决母线自取方式的电流死区问题；当母线电流过大时，母线自取供电装置利用切换继电器切换到低压抽头，避免电路被过电压损坏。本发明根据母线电流自动调节供电方式，保证高压侧供电稳定。
Description
技术领域
本发明涉及电子式电流互感器，具体涉及一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置。
背景技术
电子式电流互感器分为有源型电子式电流互感器和无源型电子式电流互感器两种。有源型是利用光纤将高压侧的信号传递到低压侧，在高压侧通过传统互感器采集模拟信号，需要能够把模拟信号转化成数字信号的转换电路，所以在高压侧要有为转换电路供电的电源，但此电源不能够在高、低压之间用导线直接连接，以免受电磁干扰。
现阶段，高压侧供电方式一般有激光供电方式、母线自取方式、蓄电池供电方式、超声电源供电方式等，但各个供电方式均有其优势和局限性，而高压侧供电稳定是电路正常运行的重要因素。母线自取方式是根据电磁感应原理，利用普通的互感器从高压母线上获取电能，对其进行处理，得到所需的直流电压。这种方式的主要缺陷是，由于不同时间段用电负荷差异很大，所以导致母线电流的变化也很大。当电流很小时就会产生死区，导致不能正常供电，而当系统出现故障电流过大时，又要保证能够将多余的能量吸收掉，不至于被过电压损坏。本申请结合激光供电方式和母线自取方式优缺点，提供一种供电稳定的供电装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置。
本发明的技术方案是：一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，包括：Rogowski线圈、高压侧信号处理单元、DC/DC变换器、激光供电装置、母线自取供电装置；
所述Rogowski线圈穿过母线，所述Rogowski线圈的输出头与高压侧信号处理单元连接，所述DC/DC变换器与高压侧信号处理单元连接；
所述激光供电装置包括激光器、光电池、激光器电源、激光器电源控制电路；所述激光器通过光纤与光电池连接，所述光电池与DC/DC变换器连接，所述激光器电源控制电路与激光器电源连接，用于控制激光器电源的通断；
所述母线自取供电装置包括矩形取电铁芯、切换继电器、电流处理电路；所述矩形取电铁芯的输入端缠绕母线，所述矩形取电铁芯的输出端缠绕副边线圈，副边线圈通过切换继电器的触头与电流处理电路连接，所述电流处理电路与DC/DC变换器连接；所述副边线圈有两个抽头；
所述母线自取供电装置还包括用于控制切换继电器触头切换的切换继电器控制电路。
进一步地，所述激光器电源控制电路包括电阻R1、电阻R2、稳压管D1、晶体管Q1、继电器K1；
所述电阻R1与低压侧合并单元连接；所述电阻R2和稳压管D1串联后与电阻R1并联，稳压管D1负极接高电压端，稳压管D1正极与电阻R2连接；所述晶体管Q1的基极与电阻R2、稳压管D1之间的节点连接，晶体管Q1的集电极与继电器K1的线圈一端连接、继电器K1的线圈另一端与稳压管D1的负极连接，晶体管Q1的发射极接低电压端；
所述继电器K1的触点与激光器电源、激光器串联成闭合回路。
进一步地，所述切换继电器控制电路包括稳压管D2、电阻R3、晶体管Q2、取电线圈；所述取电线圈缠绕在矩形取电铁芯输出端，取电线圈缠绕匝数与母线在矩形取电铁芯上的缠绕匝数相同；
所述稳压管D2、电阻R3串联后接在取电线圈两端，稳压管D2正极与电阻R3一端连接，稳压管D2负极与取电线圈一端连接；
晶体管Q2基极与稳压管D2、电阻R3之间的节点连接，晶体管Q2集电极与切换继电器的线圈一端连接，切换继电器的线圈另一端与稳压管D2的负极连接，晶体管Q2的发射极与电阻R3、取电线圈之间的节点连接。
进一步地，矩形取电铁芯为微晶材料。
进一步地，电流处理电路包括整流电路和滤波电路；副边线圈通过切换继电器的触头与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与DC/DC变换器连接。
进一步地，整流电路前并联有瞬时电压抑制器。
进一步地，副边线圈与整流电路之间串联有聚合物自恢复熔断器。
进一步地，滤波电路与DC/DC变换器之间设置有稳态保护电路。
本发明提供的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，具有激光供电装置和母线自取供电装置两套供电装置，当母线电流很小时，激光供电装置给高压侧供电，解决母线自取方式的电流死区问题；当母线电流过大时，母线自取供电装置利用切换继电器切换到低压抽头，避免电路被过电压损坏。本发明根据母线电流自动调节供电方式，保证高压侧供电稳定。
附图说明
图1是本发明具体实施例电路示意图。
图2是激光器电源控制电路示意图。
图3是切换继电器控制电路示意图。
图中，1母线，2Rogowski线圈，3矩形取电铁芯，4取电线圈，5高压侧信号处理单元，6DC/DC变换器，7光电池，8激光器，9激光器电源，10切换继电器控制电路，11整流电路，12滤波电路，13稳态保护电路，14激光器电源控制电路，FU聚合物自恢复熔断器，TVS瞬时电压抑制器，R1、R2、R3电阻，D1、D2稳压管，Q1、Q2晶体管，K1继电器，K2切换继电器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1所示，本发明提供的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，包括：Rogowski线圈2、高压侧信号处理单元5、DC/DC变换器6、激光供电装置、母线自取供电装置。
Rogowski线圈2穿过母线1，Rogowski线圈2的输出头与高压侧信号处理单元5连接，DC/DC变换器6与高压侧信号处理单元5连接。
激光供电装置包括激光器8、光电池7、激光器电源9、激光器电源控制电路14。激光器8通过光纤与光电池7连接，光电池7与DC/DC变换器6连接，激光器电源控制电路14与激光器电源9连接，用于控制激光器电源9的通断。如图2所示，激光器电源控制电路14包括电阻R1、电阻R2、稳压管D1、晶体管Q1、继电器K1。电阻R1与低压侧合并单元连接；电阻R2和稳压管D1串联后与电阻R1并联，稳压管D1负极接高电压端，稳压管D1正极与电阻R2连接；晶体管Q1的基极与电阻R2、稳压管D1之间的节点连接，晶体管Q1的集电极与继电器K1的线圈一端连接、继电器K1的线圈另一端与稳压管D1的负极连接，晶体管Q1的发射极接低电压端；继电器K1的触点与激光器电源9、激光器8串联成闭合回路。激光器电源控制电路14与低压侧合并单元连接，通过低压侧合并单元接收的高压侧电流信号控制激光器8的工作状态。
母线自取供电装置包括微晶材料的矩形取电铁芯3、切换继电器K2、电流处理电路。矩形取电铁芯3的输入端缠绕母线1，矩形取电铁芯3的输出端缠绕副边线圈，副边线圈通过切换继电器K2的触头与电流处理电路连接，电流处理电路与DC/DC变换器6连接；副边线圈有两个抽头；母线自取供电装置还包括用于控制切换继电器K2触头切换的切换继电器控制电10路。当母线1电流过大时，切换继电器控制电路10控制切换继电器K2切换到副边线圈的低压抽头。
如图3所示，切换继电器控制电路10包括稳压管D2、电阻R3、晶体管Q2、取电线圈4。取电线圈4缠绕在矩形取电铁芯3输出端，取电线圈4缠绕匝数与母线1在矩形取电铁芯3上的缠绕匝数相同；稳压管D2、电阻R3串联后接在取电线圈4两端，稳压管D2正极与电阻R3一端连接，稳压管D2负极与取电线圈4一端连接；晶体管Q2基极与稳压管D2、电阻R3之间的节点连接，晶体管Q2集电极与切换继电器K2的线圈一端连接，切换继电器K2的线圈另一端与稳压管D2的负极连接，晶体管Q2的发射极与电阻R3、取电线圈4之间的节点连接。
电流处理电路包括整流电路11和滤波电路12；副边线圈通过切换继电器K1的触头与整流电路11的输入端连接，整流电路11的输出端与滤波电路12的输入端连接，滤波电路12的输出端与通过稳态保护电路13与DC/DC变换器6连接，整流电路11前并联有瞬时电压抑制器TVS，副边线圈与整流电路11之间串联有聚合物自恢复熔断器FU，避免电路在过电流或过电压时遭到损坏。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，包括：Rogowski线圈、高压侧信号处理单元、DC/DC变换器、激光供电装置、母线自取供电装置；
所述Rogowski线圈穿过母线，所述Rogowski线圈的输出头与高压侧信号处理单元连接，所述DC/DC变换器与高压侧信号处理单元连接；
所述激光供电装置包括激光器、光电池、激光器电源、激光器电源控制电路；所述激光器通过光纤与光电池连接，所述光电池与DC/DC变换器连接；所述激光器电源控制电路与激光器电源连接，用于控制激光器电源的通断；
所述母线自取供电装置包括矩形取电铁芯、切换继电器、电流处理电路；所述矩形取电铁芯的输入端缠绕母线，所述矩形取电铁芯的输出端缠绕副边线圈，副边线圈通过切换继电器的触头与电流处理电路连接，所述电流处理电路与DC/DC变换器连接；所述副边线圈有两个抽头；
所述母线自取供电装置还包括用于控制切换继电器触头切换的切换继电器控制电路。
2.根据权利要求1所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，所述激光器电源控制电路包括电阻R1、电阻R2、稳压管D1、晶体管Q1、继电器K1；
所述电阻R1与低压侧合并单元连接；所述电阻R2和稳压管D1串联后与电阻R1并联，稳压管D1负极接高电压端，稳压管D1正极与电阻R2连接；所述晶体管Q1的基极与电阻R2、稳压管D1之间的节点连接，晶体管Q1的集电极与继电器K1的线圈一端连接、继电器K1的线圈另一端与稳压管D1的负极连接，晶体管Q1的发射极接低电压端；
所述继电器K1的触点与激光器电源、激光器串联成闭合回路。
3.根据权利要求1所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，所述切换继电器控制电路包括稳压管D2、电阻R3、晶体管Q2、取电线圈；所述取电线圈缠绕在矩形取电铁芯输出端，取电线圈缠绕匝数与母线在矩形取电铁芯上的缠绕匝数相同；
所述稳压管D2、电阻R3串联后接在取电线圈两端，稳压管D2正极与电阻R3一端连接，稳压管D2负极与取电线圈一端连接；
晶体管Q2基极与稳压管D2、电阻R3之间的节点连接，晶体管Q2集电极与切换继电器的线圈一端连接，切换继电器的线圈另一端与稳压管D2的负极连接，晶体管Q2的发射极与电阻R3、取电线圈之间的节点连接。
4.根据权利要求1或3所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，矩形取电铁芯为微晶材料。
5.根据权利要求1或3所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，电流处理电路包括整流电路和滤波电路；副边线圈通过切换继电器的触头与整流电路的输入端连接，整流电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与DC/DC变换器连接。
6.根据权利要求5所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，整流电路前并联有瞬时电压抑制器。
7.根据权利要求5所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，副边线圈与整流电路之间串联有聚合物自恢复熔断器。
8.根据权利要求5所述的10kV电子式电流互感器高压侧供电装置，其特征在于，滤波电路与DC/DC变换器之间设置有稳态保护电路。
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