CN107658998A - 一种500kV线路无线电能传输取电装置 - Google Patents

一种500kV线路无线电能传输取电装置 Download PDF

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唐赈
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Abstract

本发明提供一种500kV线路无线电能传输取电装置,所述装置包括电能收集部分、频率控制部分、发射端保护部分、发射线圈部分、接收线圈部分、接收端保护部分、电源转换部分和电压控制部分;所述的电能收集部分与500kV分裂导线、频率控制部分以及发射端保护部分连接,所述的发射端保护部分和发射线圈部分与频率控制部分连接,所述的接收端保护部分和电源转换部分与接收线圈部分连接,所述的电源转换部分与电压控制部分、接收端保护部分连接。该无线电能传输装置可以实现对超高压线路监测设备的可靠供电,抗干扰能力强,安全稳定,经济方便。

Description

一种500kV线路无线电能传输取电装置
技术领域
[0001] 本发明属于电学电源技术领域,具体涉及一种500kv线路无线电能传输取电装置。
背景技术
[0002] 传统的电力输送采用有线的方式实现,因此在电力的传输过程中不可避免的会产 生传输损耗,同时线路老化、尖端放电等因素也易导致电火花,大大降低了设备供电的可靠 性和安全性。
[0003] 人类从刚开始利用电能时就期待着一种能实现将电力能量无线输送的方式。早在 19世纪中后期,无线电能传输技术就被著名的电气工程师尼古拉•特斯拉提出,并进行了 相关的实验研宄。到20世纪初期,日本研究出可将能量以微波的形式发送出去的方式,在此 基础上雷声公司又做了大量的研究工作,设计了一种效率高、架构简单的半导体二极管整 流天线,可将微波能量转换成直流电,从此微波作为无线电能传输的一种重要方式被广泛 研究。到目前为止,利用微波传输电能已经可以实现大功率、远距离的功率输送,与此同时 激光作为一种新型的无线能量传输方式也被用来实现大功率远距离的能量传输。20世纪80 年代,以电磁感应耦合方式为主的非接触能量传输技术开始被关注并得到了一定的应用, 但感应式无线电能传输技术对磁路的设计要求苛刻,导致传输距离较低(多在厘米范围 内),导致该技术在大功率无线能量传输的应用中具有很大的局限性。
[0004] 2007年麻省理工大学的物理学教授马林•索尔贾希克和他的研宄团队利用磁场 的谐振方式,构建了两个半径为30cm的发射和接收谐振器线圈,在1.9m之外成功点亮了60W 的灯泡。该实验的实现不仅弥补了感应式无线电能传输技术中传输距离短的缺陷,将传输 距离提高到米级范围,同时还极大地降低了能量传输对环境的影响(具有较低的电磁辐 射)。
[0005]目前给高压线路监测设备供电的主流做法是在杆塔上安装太阳能电池或风力发 电机,再加蓄电池储能以便在太阳能或风能不足时补充电能,但由于储能技术发展的不成 熟,该电源装置的使用寿命较短,大面积的推广使用受到了阻碍,制约了输电线路智能化的 发展。针对这种情形,设计出一种直接从输电线路上取能,并通过无线电能传输方式来实现 对高压监测设备的可靠供电是有着重要意义的。
发明内容
[0006]为解决500kV线路监测设备的可靠供电问题,本发明提供一种500kV线路无线电能 传输取电装置,可以实现对杆塔监测设备的稳定电能供应,响应快速,安装方便,经济适用。 [0007]为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案: 本发明提供一种500kV线路无线电能传输取电装置,所述装置包括电能收集部分、频率 控制部分、发射端保护部分、发射线圈部分、接收线圈部分、接收端保护部分、电源转换部分 和电压控制部分;所述的电能收集部分与5〇OkV分裂导线、频率控制部分以及发射端保护部 分连接,所述的发射端保护部分和发射线圈部分与频率控制部分连接,所述的接收端保护 郃分和电源转换部分与接收线圈部分连接,所述的电源转换部分与电压控制部分、接收端 保护部分连接。
[0008] 所述电能收集部分通过卡扣与500kV四分裂导线连接并取能,为频率控制部分以 及发射线圈部分提供电能。
[0009] 所述频率控制部分采用AVR单片机控制,用于使发射线圈部分产生i〇kHz〜50MHz 频率范围内稳定的电磁场波,以供接收线圈部分接收能量。
[0010]所述发射线圈部分采用直径l.anm-镀导线,表面覆盖铁镍磁性介质,盘旋绕制成 圆环状,内径200mm,外径300mm。
[0011 ]所述发射端保护部分采用保护间隙与电感串并联构成,保护频率控制部分和发射 线圈部分免受过电压的冲击。
[0012]所述接收线圈部分接收到发射线圈部分产生的电磁波后发生谐振,将接收到的能 量传递给电源转换部分。
[0013]所述接收端保护部分采用电容与电感串并联构成,保护电源转换部分不受过电压 的冲击影响。
[0014]所述电源转换部分采用桥式整流电路和滤波电路,将脉动的直流电压变为波动 小、平滑度高的直流电压。
[0015]所述电压控制部分采用23N50型MOSFET管并联的方式稳压控制,输出直流电压为 24V,电流为3A。
[0016]所述AVR单片机具备了功能强、功耗小、高可靠性,实现了数据的超高速处理,用于 控制发射线圈部分频率的调制,使得发射线圈部分与接收线圈部分发生同步谐振,实现最 高效率的中程8m距离电能传输。
[0017]与现有技术相比,本发明的有益效果在于: (1)本发明提供500kV线路无线电能传输取电装置,适合于中远程距离的电能传输,较 传统的电源取电装置,大大减小了设备的体积,安装简便,费用低廉。
[0018] (2)该装置的取电方式对传输介质的依赖小,方向性要求不高,无需繁杂的电缆线 连接。 (3)该装置实现了高压输电线路与监测设备的电气隔离,使得监测设备的正常运行得 到更大保障,安全稳定。
附图说明
[0019] 图1是本发明实施例中500kV线路无线电能传输取电装置结构框图; 图2是本发明实施例中频率控制部分流程图。
[0020]
具体实施方式
[0021 ]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0022]如图1,本发明提供一种500kV线路无线电能传输取电装置,所述装置包括电能收 集部分、频率控制部分、发射端保护部分、发射线圈部分、接收线圈部分、接收端保护部分、 电源转换部分和电压控制部分;所述的电能收集部分与500kV分裂导线、频率控制部分以及 友荆而Iff尸部分连接,所述的发射端保护部分和发射线圈部分与频率控制部分连接,所述 的接收端保护部分和电源转换部分与接收线圈部分连接,所述的电源转换部分与电压控制 部分、接收端保护部分连接。
[00231所述电能收集部分通过卡扣与500kV四分裂导线连接并取能,为频率控制部分以 及发射线圈部分提供电能。
[0024]所述频率控制部分采用AVR单片机控制,用于使发射线圈部分产生10kHz〜50MHz 频率范围内稳定的电磁场波,以供接收线圈部分接收能量。
[0025]所述发射线圈部分采用直径l_2mm磁镀导线,表面覆盖铁镍磁性介质,盘旋绕制成 圆环状,内径200mm,外径3〇〇mm。
[0026] 所述发射端保护部分采用保护间隙与电感串并联构成,保护频率控制部分和发射 线圈部分免受过电压的冲击。
[0027] 所述接收线圈部分接收到发射线圈部分产生的电磁波后发生谐振,将接收到的能 量传递给电源转换部分。
[0028]所述接收端保护部分采用电容与电感串并联构成,保护电源转换部分不受过电压 的冲击影响。
[0029]所述电源转换部分采用桥式整流电路和滤波电路,将脉动的直流电压变为波动 小、平滑度高的直流电压。
[0030]所述电压控制部分采用23N50型M0SFET管并联的方式稳压控制,输出直流电压为 24V,电流为3A。
[0031 ]图2为频率控制部分流程图,所述频率控制部分主要由AVR单片机构成。
[0032]所述AVR单片机具备了功能强、功耗小、高可靠性,实现了数据的超高速处理,用于 控制发射线圈部分频率的调制,使得发射线圈部分与接收线圈部分发生同步谐振,实现最 高效率的中程8m距离电能传输。
[0033]在该无线电能传输取电装置中,合理设置发射线圈部分与接收线圈部分的参数, 使得发射线圈、接收线圈以及整个系统都具有相同的谐振频率,并在该谐振频率的驱动下 系统可达到一种“电谐振”状态,从而实现能量在发射端和接收端高效的传递,该线圈谐振 器在能量转换能力方面具有高的品质因数。从电路理论可知,线圈的品质因数与线圈的电 感,内阻抗以及工作频率紧紧相关(Q= « L/R)。线圈谐振器的设计主要从三个方面着手:提 高谐振频率、提高自身电感以及减小自身内阻。为了实现高品质因数线圈的设计,线圈谐振 频率可以高达几十MHz,但受高频杂散电容参数(线圈对地、线圈匝间、线圈间)的影响,线圈 的稳定性比较差。为了提高能量传输稳定性和可控性,采用了一种折中的方法,通过小的补 偿电容来代替谐振线圈的等效电容,大大增加了系统的稳定性和可控性。
[0034]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,所 属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者 等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发 明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述装置包括电能收集部分、 频率控制部分、发射端保护部分、发射线圈部分、接收线圈部分、接收端保护部分、电源转换 部分和电压控制部分;所述的电能收集部分与5〇〇kV分裂导线、频率控制部分以及发射端保 护部分连接,所述的发射端保护部分和发射线圈部分与频率控制部分连接,所述的接收端 保护部分和电源转换部分与接收线圈部分连接,所述的电源转换部分与电压控制部分、接 收端保护部分连接。 、2.根据权利要求1所述的5〇〇kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述电能收 集部分通过卡扣与500kV四分裂导线连接并取能,为频率控制部分以及发射线圈部分提供 电能; 所述频率控制部分采用AVR单片机控制,用于使发射线圈部分产生10kHz〜50MHz频率 范围内稳定的电磁场波,以供接收线圈部分接收能量; 所述发射线圈部分采用直径l_2mm磁镀导线,表面覆盖铁镍磁性介质,盘旋绕制成圆环 状,内径200mm,外径300mm。
3.根据|又利要求1所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述发射端 保护部分采用保护间隙与电感串并联构成,保护频率控制部分和发射线圈部分免受过电压 的冲击。
4.根据权利要求1所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述接收线 圈部分接收到发射线圈部分产生的电磁波后发生谐振,将接收到的能量传递给电源转换部 分。
5.根据权利要求1所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述接收端 保护部分采用电容与电感串并联构成,保护电源转换部分不受过电压的冲击影响。
6.根据权利要求1所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述电源转 换部分米用桥式整流电路和滤波电路,将脉动的直流电压变为波动小、平滑度高的直流电 压。
7.根据权利要求1所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述电压控 制部分采用23NS0型M0SFET管并联的方式稳压控制,输出直流电压为24V,电流为3A。
8.根据权利要求1或2所述的500kV线路无线电能传输取电装置,其特征在于:所述AVR 单片机具备了功能强、功耗小、高可靠性,实现了数据的超高速处理,用于控制发射线圈部 分频率的调制,使得发射线圈部分与接收线圈部分发生同步谐振,实现最高效率的中程8m 距离电能传输。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109119924A (zh) * 2018-09-10 2019-01-01 华翔翔能电气股份有限公司 无线电力传输变电站、电力传输系统及无线电力传输方法
CN111725738A (zh) * 2020-07-27 2020-09-29 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高压线路绝缘子电磁除冰系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101621192A (zh) * 2008-07-02 2010-01-06 江晓湖 电力线路采用电热缆配合防冰保护带的防冰除冰方法
CN201518406U (zh) * 2009-10-26 2010-06-30 固力发集团有限公司 一种架空导线防雷接地线夹
US20120293005A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Young Ho Ryu Apparatus and method for wireless power transmission
CN103280900A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 苏州源辉电气有限公司 一种基于无线电能传输技术的高压取电及供电系统
CN104242813A (zh) * 2014-09-01 2014-12-24 国家电网公司 一种用于直流输电线路在线监测装置的电源结构
CN205070621U (zh) * 2015-10-14 2016-03-02 曹金鑫 110kV输电线路视频监控装置的无线供电系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101621192A (zh) * 2008-07-02 2010-01-06 江晓湖 电力线路采用电热缆配合防冰保护带的防冰除冰方法
CN201518406U (zh) * 2009-10-26 2010-06-30 固力发集团有限公司 一种架空导线防雷接地线夹
US20120293005A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Young Ho Ryu Apparatus and method for wireless power transmission
CN103280900A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 苏州源辉电气有限公司 一种基于无线电能传输技术的高压取电及供电系统
CN104242813A (zh) * 2014-09-01 2014-12-24 国家电网公司 一种用于直流输电线路在线监测装置的电源结构
CN205070621U (zh) * 2015-10-14 2016-03-02 曹金鑫 110kV输电线路视频监控装置的无线供电系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109119924A (zh) * 2018-09-10 2019-01-01 华翔翔能电气股份有限公司 无线电力传输变电站、电力传输系统及无线电力传输方法
CN111725738A (zh) * 2020-07-27 2020-09-29 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高压线路绝缘子电磁除冰系统
CN111725738B (zh) * 2020-07-27 2021-10-01 国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 一种高压线路绝缘子电磁除冰系统

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