CN107070246A - 一种供能系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供能系统及方法，该系统包括：高压隔离变压电路；与高压隔离变压电路的第一端连接的低电位电源；与高压隔离变压电路的第二端连接的n个层间供能电路和n个层间隔离变压器，n大于等于1；其中，n个层间供能电路中的第i个层间供能电路，用于接收第i‑1个层间隔离变压器发送的高电位交流电压，并将高电位交流电压转化为稳压直流电压，i大于1；n个层间隔离变压器中的第i个层间隔离变压器，用于接收第i‑1个层间隔离变压器发送的高电位交流电压，并将高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种供能系统及方法。
背景技术
高压直流电力电子设备是通过单个电力电子器件串联而成的，其中，每个电力电子器件都需要有独立的驱动电路进行控制，每个驱动电路与其控制的电力电子器件是等电位的，需要为驱动电路提供能量才能使驱动电路工作。但是由于电力电子器件的工作环境是处于高电位，因此，驱动电路的工作环境也处于高电位，驱动电路无法直接使用低电位供电，并且，由于直流输电线路中的电流是不变化的，驱动电路也无法直接通过线路中的交变电磁场直接获取能量。目前，为高压电力电子功能的方式主要有激光供能、太阳能供能等，但是，也由于激光能量有限、太阳能的稳定性不够等原因，通过激光或者太阳能供能在实际工程中均很难实现。
现有技术是采用高压高频隔离变压器实现低电位能量与高电位能量的隔离，如图1所示，一种方法是一条绝缘电缆上串联多个磁环，一个磁环又对应一个电力电子器件的驱动电路，由磁环为每一个电力电子器件的驱动电路供能；或者，如图2所示，另一种方法是一个变压器为一个电力电子器件的驱动电路供能。
然而，在现有技术的第一种方法中，由于高压电力电子设备往往是由几百个电力电子器件串联，因此，一条绝缘电缆上串联的电力电子器件的驱动电路数量庞大时，此时会使电压升高，导致绝缘电缆的承载的电压升高；在现有技术的第二种方法中，由于一个电力电子器件都需要由一个变压器为其供能，而高压电力电子设备往往是由几百个电力电子器件串联，将导致串联的变压器数量众多。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种供能系统及方法，能够降低绝缘电缆承载的电压、减少高电位供能系统的变压器数量。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种供能系统，所述系统包括：
高压隔离变压电路；
与所述高压隔离变压电路的第一端连接的低电位电源；
与所述高压隔离变压电路的第二端连接的n个层间供能电路和n个层间隔离变压器，n大于等于1；其中，
所述低电位电源，用于向高压隔离变压电路发送低电位交流电压；
所述高压隔离变压电路，用于接收所述低电位交流电压，并将所述低电位交流电压转化成高电位交流电压，发送至所述n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和所述n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器；
所述n个层间供能电路中的第i个层间供能电路，用于接收第i-1个层间隔离变压器发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为稳压直流电压，i大于1；
所述n个层间隔离变压器中的第i个层间隔离变压器，用于接收所述第i-1个层间隔离变压器发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路。
在上述系统中，所述高压隔离变压电路第一端的第一连接头和第二连接头与所述低电位电源的第一连接头和第二连接头连接，所述高压隔离变压电路第二端的第一连接头与第二连接头与所述第一个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、所述第一个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、所述第i个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接，所述第i个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i+1个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、第i+1个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接；
所述n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器，用于接收所述高压隔离变压电路发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至所述第i个层间隔离变压器。
在上述系统中，所述高压隔离变压电路包括：与低电位电源连接的n个第一变压器、与所述n个第一变压器连接的n个电压均衡电路；
所述n个第一变压器，用于将所述低电位交流电压转化为所述高电位交流电压；
所述n个电压均衡电路，用于将与所述n个电压均衡电路对应的n个第一变压器的第一电压转化为预设电压。
在上述系统中，所述n个层间供能电路包括：n个绝缘电缆、与所述n个绝缘电缆中的任意一个连接的m个穿心电流互感器CT、与所述m个穿心CT连接的m个整流稳压电路和与所述m个整流稳压电路连接的m个驱动电路，m大于等于1；
所述n个绝缘电缆中与所述第一个层间供能电路对应的第一个绝缘电缆与所述高压隔离变压电路的第二端连接；
所述n个绝缘电缆中与所述第i个层间供能电路对应的第i个绝缘电缆与所述第i-1个层间隔离变压器的第二端连接；
所述m个穿心CT，用于接收所述高压隔离变压电路和所述n个层间隔离变压器中的至少一个发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为第一电位交流电压；
所述m个整流稳压电路，用于接收所述m个穿心CT发送的所述第一电位交流电压，并将所述第一电位交流电压转化成所述稳压直流电压；
所述m个驱动电路，用于接收所述m个整流稳压电路发送的所述稳压直流电压，并利用所述稳压直流电压来提供电能。
在上述系统中，所述n个层间供能电路还包括：与所述n个绝缘电缆和所述n个层间隔离变压器连接的n个故障控制电路；
所述n个故障控制电路，用于将所述n个绝缘电缆上的所述高电位交流电压对应的当前电流值与预设阈值进行判断，并根据判断结果接收所述高电位交流电压。
在上述系统中，所述n个故障控制电路中的任意一个故障控制电路包括：电流检测单元、与所述电流检测单元连接的m个阻抗匹配单元和控制单元，所述m个阻抗匹配单元与所述控制单元连接；
所述电流检测单元，用于接收所述任意一个故障控制电路对应的绝缘电缆中的当前电流值，将所述当前电流值与预设阈值进行比较，在所述当前电流值大于所述预设阈值时发送第一启动指令至所述控制单元；
所述控制单元，用于接收所述电流检测单元发送的第一启动指令，并根据所述第一启动指令启动所述m个阻抗匹配单元；
所述m个阻抗匹配单元，用于将所述当前电流值转化为预设电流值。
在上述系统中，所述n个阻抗匹配单元由n个第一电容、n个电感、n个第一电阻和n个开关组成，其中，所述n个第一电容中的第一个第一电容的第一端与所述电流检测单元、所述n个第一电阻中的第一个第一电阻的第一端和所述n个开关中的第一个开关的第一端连接，所述第一个第一电容的第二端与所述n个电感中的第一个电感的第一端连接，所述第一个电感的第二端与所述第一个第一电阻的第二端、所述第一个开关的第二端、第i个第一电容的第一端、第i个第一电阻的第一端和第i个开关的第一端连接，所述第i个第一电容的第二端与第i个电感的第一端连接，所述第i个电感的第二端与所述第i个开关的第二端、所述第i个第一电阻的第二端和所述第i+1个第一电容的第一端、第i+1个第一电阻的第一端和第i+1个开关的第一端连接，所述n个开关的第一端与所述控制单元连接。
在上述系统中，所述n个电压均衡电路由n个第二电容和n个第二电阻组成，所述n个第二电容的第一端与所述n个第二电阻的第一端和所述n个第一变压器的第一端连接，所述n个第二电容的第二端与所述n个第二电阻的第二端和所述n个第一变压器的第二端连接。
在上述系统中，所述高压隔离变压电路的第二端、所述n个层间隔离变压器的第二端有三个连接头；其中，
所述第一个层间供能电路的第一端和第二端与所述高压隔离变压电路第二端的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头与所述高压隔离变压电路第二端的第二连接头和第三连接头连接，所述第i个层间供能电路的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头层间隔离变压器连接，所述第i个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器第二端的第二连接头和第三连接头连接。
本发明实施例提供一种供能方法，所述方法包括：
低电位电源生成低电位交流电压，并发送至高压隔离变压器；
所述高压隔离变压器将所述低电位交流电压转化成高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器，以供所述n个层间供能电路对应的n层驱动电路工作，n大于或等于1。
在上述方法中，所述将所述高电位交流电压发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器之后，所述方法还包括：
第一个层间隔离变压器接收到所述高电位交流电压之后，将所述高电位交流电压发送至第i个层间供能电路和第i个层间隔离变压器，i大于1，小于或等于n；
第i个层间隔离变压器将所述高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路，以供所述第i+1个层间供能电路为对应的第i+1层驱动电路工作；
第i个层间供能电路接收到所述高电位交流电压之后，将所述高电位电压转换成稳压直流电压，以供所述第i层驱动电路工作。
在上述方法中，所述将所述高电位电压转换成稳压直流电压之后，所述方法还包括：
获取所述第n个层间供能电路对应的当前电流值；
将所述当前电流值与预设阈值进行比较；
当所述当前电流值大于所述预设阈值时，启动备用电路。
本发明实施例提供了一种供能系统及方法，通过高压隔离变压电路；与高压隔离变压电路的第一端连接的低电位电源；与高压隔离变压电路的第二端连接的n个层间供能电路和n个层间隔离变压器，n大于等于1；其中，低电位电源，用于向高压隔离变压电路发送低电位交流电压；高压隔离变压电路，用于接收低电位交流电压，并将低电位交流电压转化成高电位交流电压，发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器；n个层间供能电路中的第i个层间供能电路，用于接收第i-1个层间隔离变压器发送的高电位交流电压，并将高电位交流电压转化为稳压直流电压，i大于1；n个层间隔离变压器中的第i个层间隔离变压器，用于接收第i-1个层间隔离变压器发送的高电位交流电压，并将高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路。采用上述技术实现方案，将驱动电路分成了n层，由n个层间供能电路为各层的驱动电路提供电压，每个层间供能电路对应一条绝缘电缆，减少了绝缘电缆上的驱动电路的个数，从而降低了绝缘电缆承载的电压；高压隔离变压器为整个供能系统提供高电位交流电压，再由n个层间供能电路，将高电位交流电压转化为稳压直流电压，为每一层驱动电路工作，从而减少了高电位功能系统的变压器数量。
附图说明
图1为现有技术中为高电位驱动设备供电的结构示意图一；
图2为现有技术中为高电位驱动设备供电的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种供能系统的结构示意框图一；
图4为本发明实施例提供的一种供能系统的结构示意框图二；
图5为本发明实施例提供的一种供能系统的结构示意框图三；
图6为本发明实施例提供的一种层间供能电路的电路示意图；
图7为本发明实施例提供的一种故障控制单元的电路示意图；
图8为本发明实施例提供的一种阻抗匹配单元的电路示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电压均衡单元的电路示意图；
图10为本发明实施例提供的一种高压隔离变压器分别供能的电路示意图；
图11为本发明实施例提供的一种两套供能电路同时作用的电路示意图；
图12为本发明实施例提供的一种供能方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
本发明实施例提供一种供能系统1，如图3所示，该系统1可以包括：
高压隔离变压电路10；
与所述高压隔离变压电路10的第一端连接的低电位电源11；
与所述高压隔离变压电路10的第二端连接的n个层间供能电路12和n个层间隔离变压器13，n大于等于1；其中，
所述低电位电源11，用于向高压隔离变压电路10发送低电位交流电压；
所述高压隔离变压电路10，用于接收所述低电位交流电压，并将所述低电位交流电压转化成高电位交流电压，发送至所述n个层间供能电路12中的第一个层间供能电路12和所述n个层间隔离变压器13中的第一个层间隔离变压器13；
所述n个层间供能电路12中的第i个层间供能电路13，用于接收第i-1个层间隔离变压器13发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为稳压直流电压，i大于1；
所述n个层间隔离变压器13中的第i个层间隔离变压器13，用于接收所述第i-1个层间隔离变压器13发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器13和第i+1个层间供能电路12。
本发明实施例提供的一种供能系统适用于使用低电位交流电压为高电位的驱动电路提供电能的场景下。
本发明实施例中，低电位电源提供的电压是低电位交流电压。
本发明实施例中，高压隔离变压器10将低电位交流电压转化成高电位交流电压，向第一个层间供能电路12和第一个层间隔离变压器13发送高电位交流电压，第一个层间隔离变压器13为第i个层间供能电路12提供高电位交流电压，并将高电位交流电压发送至第i个层间隔离变压器13，以供第i个层间隔离变压器13为第i+1个层间供能电路12提供高电位交流电压，并将高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器13，以此类推，高压隔离变压器10通过和n个层间隔离变压器13为n个层间供能电路提供高电位交流电压。
本发明实施例中，层间隔离变压器13进行的是对高电位和低电位的电压进行隔离的过程，不更改高电位交流电压的电压值。
本发明实施例中，高压隔离变压电路10的输入端连接低电位电源，高压隔离变压电路10的输出端分别连接n个层间供能电路12中的第一个层间供能电路12和n个层间隔离变压器13中的第一个层间隔离变压器13的输入端，第一个层间隔离变压器13的输出端连接第i个层间供能电路12和第i个层间隔离变压器13的输入端，以此类推，通过n个层间隔离变压器13将n个层间供能电路12并联起来。
可选的，如图4所示，所述高压隔离变压电路10第一端的第一连接头和第二连接头与所述低电位电源11的第一连接头和第二连接头连接，所述高压隔离变压电路10第二端的第一连接头与第二连接头与所述第一个层间隔离变压器13第一端的第一连接头和第二连接头、所述第一个层间供能电路12的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器13第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i个层间隔离变压器13第一端的第一连接头和第二连接头、所述第i个层间供能电路12的第一连接头和第二连接头连接，所述第i个层间隔离变压器13第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i+1个层间隔离变压器13第一端的第一连接头和第二连接头、第i+1个层间供能电路12的第一连接头和第二连接头连接；
所述n个层间隔离变压器13中的第一个层间隔离变压器13，用于接收所述高压隔离变压电路10发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位电压发送至所述第i个层间隔离变压器13。
可选的，如图5所示，所述高压隔离变压电路10包括：与低电位电源11连接的n个第一变压器100、与所述n个第一变压器100连接的n个电压均衡电路101；
所述n个第一变压器100，用于将所述低电位交流电压转化为所述高电位交流电压；
所述n个电压均衡电路101，用于将与所述n个电压均衡电路101对应的n个第一变压器100的第一电压转化为预设电压。
本发明实施例中，高压隔离变压电路10由n个第一变压器100和n个第一变压器100对应的n个电压均衡电路101组成，其中，第一个第一变压器100的输入端与低电位电源11连接，第一个第一变压器100的输出端与第i个第一变压器100的输入端连接，依次类推，第n个第一变压器100的输出端与第一个层间隔离变压器13的第一端和第一个层间供能电路12的第一端进行连接。
本发明实施例中，n个第一变压器100的输入端与n个电压均衡电路101的第一端连接，n个第一变压器100的输出端与n个电压均衡电路101的第二端连接。
可选的，如图6所示，所述n个层间供能电路12包括：n个绝缘电缆120、与所述n个绝缘电缆120中的任意一个连接的m个穿心电流互感器CT121、与所述m个穿心CT121连接的m个整流稳压电路122和与所述m个整流稳压电路122连接的m个驱动电路123；
所述n个绝缘电缆120中与所述第一个层间供能电路12对应的第一个绝缘电缆120与所述高压隔离变压电路10的第二端连接；
所述n个绝缘电缆120中与所述第i个层间供能电路12对应的第i个绝缘电缆120与所述第i-1个层间隔离变压器13的第二端连接；
所述m个穿心CT121，用于接收所述高压隔离变压电路10和所述n个层间隔离变压器13中的至少一个发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为第一电位交流电压；
所述m个整流稳压电路122，用于接收所述m个穿心CT121发送的所述第一电位交流电压，并将所述第一电位交流电压转化成所述稳压直流电压；
所述m个驱动电路123，用于接收所述m个整流稳压电路122发送的所述稳压直流电压，并利用所述稳压直流电压来提供电能。
本发明实施例中，一个驱动电路124对应一个整流稳压电路122和一个穿心CT121。
可选的，如图7所示，所述n个层间供能电路12还包括：与所述n个绝缘电缆120和所述n个层间隔离变压器13连接的n个故障控制电路124；
所述n个故障控制电路124，用于将所述n个绝缘电缆120上的所述高电位交流电压对应的当前电流值与预设阈值进行判断，并根据判断结果接收所述高电位交流电压。
示例性的，当输入电压为500kV时，将驱动电路123分5层上下布置，每层100kV，每层由约50只驱动电路123串联，则穿心CT121和整流稳压单元122数量与器件一致。高压隔离变压器10可由5个100kV中压变压器100串联，串联后可放置于充满SF6气体或绝缘油的绝缘套管内。层间隔离变压器13电压和绝缘电缆120均为100kV，降低了对设备的绝缘水平要求，
可选的，所述n个故障控制电路124中的任意一个故障控制电路124包括：电流检测单元1240、与所述电流检测单元1240连接的m个阻抗匹配单元1241和控制单元1242，所述m个阻抗匹配单元1241与所述控制单元1242连接；
所述电流检测单元1240，用于接收所述任意一个故障控制电路124对应的绝缘电缆120中的当前电流值，将所述当前电流值与预设阈值进行比较，在所述当前电流值大于所述预设阈值时发送第一启动指令至所述控制单元；
所述控制单元1242，用于接收所述电流检测单元发送的第一启动指令，并根据所述第一启动指令启动所述m个阻抗匹配单元1241；
所述m个阻抗匹配单元1241，用于将所述当前电流值转化为预设电流值。
可以理解的是，绝缘电缆120中的电流与驱动电路123的个数呈线性关系，当一个驱动电路123发生故障时，会导致绝缘电缆120回路等效阻抗降低，感应电流增大，使得正常器件的穿心CT121输出电压过高，引起正常级的整流稳压单元过压故障，导致故障扩大化。而增加了故障控制电路124之后，故障控制电路124在检测到驱动电路123发生故障时，启动指定数量的阻抗匹配单元1241，就可以平衡绝缘电缆上的敷在数量，提高了供能系统1的可靠性。
可选的，如图8所示，所述n个阻抗匹配单元1241由n个第一电容12410、n个电感12411、n个第一电阻12412和n个开关12413组成，其中，所述n个第一电容12410中的第一个第一电容12410的第一端与所述电流检测单元1240、所述n个第一电阻12412中的第一个第一电阻12412的第一端和所述n个开关中的第一个开关12413的第一端连接，所述第一个第一电容12410的第二端与所述n个电感12411中的第一个电感12411的第一端连接，所述第一个电感12411的第二端与所述第一个第一电阻12412的第二端、所述第一个开关12413的第二端、第i个第一电容12410的第一端、第i个第一电阻12412的第一端和第i个开关12413的第一端连接，所述第i个第一电容的第二端与第i个电感12411的第一端连接，所述第i个电感12411的第二端与所述第i个开关12413的第二端、所述第i个第一电阻的第二端和所述第i+1个第一电容12410的第一端、第i+1个第一电阻12412的第一端和第i+1个开关12413的第一端连接，所述n个开关的第一端与所述控制单元1242连接。
可选的，如图9所示，所述n个电压均衡电路101由n个第二电容1010和n个第二电阻1011组成，所述n个第二电容1010的第一端与所述n个第二电阻1011的第一端和所述n个第一变压器100的第一端连接，所述n个第二电容1010的第二端与所述n个第二电阻1011的第二端和所述n个第一变压器100的第二端连接。
可选的，如图10所示，所述高压隔离变压电路10的第二端、所述n个层间隔离变压器13的第二端有三个连接头；其中，所述第一个层间供能电路12的第一端和第二端与所述高压隔离变压电路10第二端的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器13第一端的第一连接头和第二连接头与所述高压隔离变压电路10第二端的第二连接头和第三连接头连接，所述第i个层间供能电路12的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器13第二端的第一连接头和第二连接头层间隔离变压器13连接，所述第i个层间隔离变压器13第一端的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器13第二端的第二连接头和第三连接头连接。
可以理解的是，高压隔离变压电路10为层间供能电路12和层间隔离变压器13提供不同的电压，在实际操作时，对绝缘电缆120和层间隔离变压器13的规格要求降低，更加有利于具体的实施。
进一步地，如图11所示，n个层间供能电路12对应2n个绝缘电缆120，也就是说，每一个层间供能电路12对应两条绝缘电缆120，两条绝缘电缆分别与响应的故障控制单元124、高压隔离变压电路10、低电位电源11和层间隔离变压器13进行连接，因此，层间供能电路12由两套供能系统为其提供能量，当其中的一套供能系统1掉电后，另一套供能系统1能够正常持续提供电能，增强了供电系统1供电的可靠性。
实施例二
基于实施例一提供的一种供能系统，本发明实施例提供了一种供能系统对应的供能方法，如图12所示，该方法可以包括：
S101、低电位电源生成低电位交流电压，并发送至高压隔离变压器。
S102、高压隔离变压器将低电位交流电压转化成高电位交流电压，并将高电位交流电压发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器，以供n个层间供能电路对应的n层驱动电路工作，n大于或等于1。
S103、第一个层间隔离变压器接收到高电位交流电压之后，将高电位交流电压发送至第i个层间供能电路和第i个层间隔离变压器，i大于1，小于或等于n。
S104、第i个层间隔离变压器将高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路，以供第i+1个层间供能电路为对应的第i+1层驱动电路工作。
S105、第i个层间供能电路接收到高电位交流电压之后，将高电位电压转换成稳压直流电压，以供第i层驱动电路工作。
S106、第n层故障检测单元获取第n个层间供能电路对应的当前电流值。
S107、第n层故障检测单元将当前电流值与预设阈值进行比较。
S108、当当前电流值大于预设阈值时，第n层故障检测单元启动备用电路。
本发明实施例中，将低电位交流电压转化为稳压直流电压以供驱动电路工作。
本发明实施例中，将高电位交流电压对应的当前电流值与预设阈值进行比较，当当前电流值大于预设阈值时，根据预设策略启动指定数量的备用电路，直至当前电流值等于预设电流值。
需要说明的是，本发明实施例中，高压隔离变压电路将低电位交流电压转化为高电位交流电压，并将高电位交流电压通过n个层间隔离变压器发送至n个层间供能电路，n个层间供能电路将高电位交流电压转化为稳压直流电压，完成为驱动电路的工作提供电能的过程。
需要说明的是，本发明实施例中，当n个层间供能电路中的驱动电路、为驱动电路供能的穿心CT或者整流稳压电路发生故障时，故障控制单元启动阻抗匹配单元，来平衡绝缘电缆中的电流。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种供能系统，其特征在于，所述系统包括：
高压隔离变压电路；
与所述高压隔离变压电路的第一端连接的低电位电源；
与所述高压隔离变压电路的第二端连接的n个层间供能电路和n个层间隔离变压器，n大于等于1；其中，
所述低电位电源，用于向高压隔离变压电路发送低电位交流电压；
所述高压隔离变压电路，用于接收所述低电位交流电压，并将所述低电位交流电压转化成高电位交流电压，发送至所述n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和所述n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器；
所述n个层间供能电路中的第i个层间供能电路，用于接收第i-1个层间隔离变压器发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为稳压直流电压，i大于1；
所述n个层间隔离变压器中的第i个层间隔离变压器，用于接收所述第i-1个层间隔离变压器发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压隔离变压电路第一端的第一连接头和第二连接头与所述低电位电源的第一连接头和第二连接头连接，所述高压隔离变压电路第二端的第一连接头与第二连接头与所述第一个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、所述第一个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、所述第i个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接，所述第i个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头与所述第i+1个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头、第i+1个层间供能电路的第一连接头和第二连接头连接；
所述n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器，用于接收所述高压隔离变压电路发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至所述第i个层间隔离变压器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压隔离变压电路包括：与低电位电源连接的n个第一变压器、与所述n个第一变压器连接的n个电压均衡电路；
所述n个第一变压器，用于将所述低电位交流电压转化为所述高电位交流电压；
所述n个电压均衡电路，用于将与所述n个电压均衡电路对应的n个第一变压器的第一电压转化为预设电压。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述n个层间供能电路包括：n个绝缘电缆、与所述n个绝缘电缆中的任意一个连接的m个穿心电流互感器CT、与所述m个穿心CT连接的m个整流稳压电路和与所述m个整流稳压电路连接的m个驱动电路，m大于等于1；
所述n个绝缘电缆中与所述第一个层间供能电路对应的第一个绝缘电缆与所述高压隔离变压电路的第二端连接；
所述n个绝缘电缆中与所述第i个层间供能电路对应的第i个绝缘电缆与所述第i-1个层间隔离变压器的第二端连接；
所述m个穿心CT，用于接收所述高压隔离变压电路和所述n个层间隔离变压器中的至少一个发送的所述高电位交流电压，并将所述高电位交流电压转化为第一电位交流电压；
所述m个整流稳压电路，用于接收所述m个穿心CT发送的所述第一电位交流电压，并将所述第一电位交流电压转化成所述稳压直流电压；
所述m个驱动电路，用于接收所述m个整流稳压电路发送的所述稳压直流电压，并利用所述稳压直流电压来提供电能。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述n个层间供能电路还包括：与所述n个绝缘电缆和所述n个层间隔离变压器连接的n个故障控制电路；
所述n个故障控制电路，用于将所述n个绝缘电缆上的所述高电位交流电压对应的当前电流值与预设阈值进行判断，并根据判断结果接收所述高电位交流电压。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述n个故障控制电路中的任意一个故障控制电路包括：电流检测单元、与所述电流检测单元连接的m个阻抗匹配单元和控制单元，所述m个阻抗匹配单元与所述控制单元连接；
所述电流检测单元，用于接收所述任意一个故障控制电路对应的绝缘电缆中的当前电流值，将所述当前电流值与预设阈值进行比较，在所述当前电流值大于所述预设阈值时发送第一启动指令至所述控制单元；
所述控制单元，用于接收所述电流检测单元发送的第一启动指令，并根据所述第一启动指令启动所述m个阻抗匹配单元；
所述m个阻抗匹配单元，用于将所述当前电流值转化为预设电流值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述n个阻抗匹配单元由n个第一电容、n个电感、n个第一电阻和n个开关组成，其中，所述n个第一电容中的第一个第一电容的第一端与所述电流检测单元、所述n个第一电阻中的第一个第一电阻的第一端和所述n个开关中的第一个开关的第一端连接，所述第一个第一电容的第二端与所述n个电感中的第一个电感的第一端连接，所述第一个电感的第二端与所述第一个第一电阻的第二端、所述第一个开关的第二端、第i个第一电容的第一端、第i个第一电阻的第一端和第i个开关的第一端连接，所述第i个第一电容的第二端与第i个电感的第一端连接，所述第i个电感的第二端与所述第i个开关的第二端、所述第i个第一电阻的第二端和所述第i+1个第一电容的第一端、第i+1个第一电阻的第一端和第i+1个开关的第一端连接，所述n个开关的第一端与所述控制单元连接。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述n个电压均衡电路由n个第二电容和n个第二电阻组成，所述n个第二电容的第一端与所述n个第二电阻的第一端和所述n个第一变压器的第一端连接，所述n个第二电容的第二端与所述n个第二电阻的第二端和所述n个第一变压器的第二端连接。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压隔离变压电路的第二端、所述n个层间隔离变压器的第二端有三个连接头；其中，
所述第一个层间供能电路的第一端和第二端与所述高压隔离变压电路第二端的第一连接头和第二连接头连接，所述第一个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头与所述高压隔离变压电路第二端的第二连接头和第三连接头连接，所述第i个层间供能电路的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器第二端的第一连接头和第二连接头层间隔离变压器连接，所述第i个层间隔离变压器第一端的第一连接头和第二连接头与所述第i-1个层间隔离变压器第二端的第二连接头和第三连接头连接。
10.一种供能方法，其特征在于，所述方法包括：
低电位电源生成低电位交流电压，并发送至高压隔离变压器；
所述高压隔离变压器将所述低电位交流电压转化成高电位交流电压，并将所述高电位交流电压发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器，以供所述n个层间供能电路对应的n层驱动电路工作，n大于或等于1。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将所述高电位交流电压发送至n个层间供能电路中的第一个层间供能电路和n个层间隔离变压器中的第一个层间隔离变压器之后，所述方法还包括：
第一个层间隔离变压器接收到所述高电位交流电压之后，将所述高电位交流电压发送至第i个层间供能电路和第i个层间隔离变压器，i大于1，小于或等于n；
第i个层间隔离变压器将所述高电位交流电压发送至第i+1个层间隔离变压器和第i+1个层间供能电路，以供所述第i+1个层间供能电路为对应的第i+1层驱动电路工作；
第i个层间供能电路接收到所述高电位交流电压之后，将所述高电位电压转换成稳压直流电压，以供所述第i层驱动电路工作。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述将所述高电位电压转换成稳压直流电压之后，所述方法还包括：
第n层故障检测单元获取所述第n个层间供能电路对应的当前电流值；
所述第n层故障检测单元将所述当前电流值与预设阈值进行比较；
当所述当前电流值大于所述预设阈值时，所述第n层故障检测单元启动备用电路。
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