CN114325029A - 全电式电流互感器自取能电路及电流互感器 - Google Patents

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刘召杰
陈柏超
卫思明
吴煜文
戴人杰
张哲璇
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Wuhan University WHU
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Abstract

本发明涉及一种全电式电流互感器自取能电路及电流互感器，包括取能铁芯、取能线圈和磁场取能电路和DC/DC电路，取能铁芯套于待测输电线上，取能线圈绕设于取能铁芯上，且取能线圈的输出端连接至磁场取能电路的输入端，磁场取能电路的输出端连接至DC/DC电路，其特征在于，自取能电路还包括第二整流模块和分压电容，第二整流模块的输入端的一端接地并连接分压电容的一端，另一端分别连接至分压电容的另一端和取能线圈的一个输出端。与现有技术相比，本发明具有取能电流区间更大等优点。

Description

全电式电流互感器自取能电路及电流互感器
技术领域
本发明涉及电流互感器的自取能电路，尤其是涉及一种全电式电流互感器自取能电路及电流互感器。
背景技术
随着智能电网建设的推进，高压输电线路在线监测设备成为智能电网重要的组成部分。但因监测设备的安装位置和运行环境较为特殊，为其提供有效的供电电源成为当前亟待解决的问题。目前常用的供电方式有太阳能供电、激光供能、输电线路架空地线取能和传统电流互感器取能等，其中电流互感器取能技术因其安全性高、实用性强、成本低以及适用范围广等优点，将有望成为在线监测设备最为有效的供电方式。
但因输电线路的电流变化范围极其宽泛(几A至几千A)，导致电流互感器取得恒稳功率较为困难。目前传统电流互感器取能装置在输电线路低电流时存在供能死区的问题，不能满足电流互感器取得恒稳功率的需求。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种全电式电流互感器自取能电路及电流互感器，解决了传统电流互感器取能装置在输电线路低电流时存在供能死区的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种全电式电流互感器自取能电路，包括取能铁芯、取能线圈和磁场取能电路和DC/DC电路，所述取能铁芯套于待测输电线上，所述取能线圈绕设于取能铁芯上，且取能线圈的输出端连接至磁场取能电路的输入端，所述磁场取能电路的输出端连接至所述DC/DC电路，所述自取能电路还包括第二整流模块和分压电容，所述第二整流模块的输入端的一端接地并连接所述分压电容的一端，另一端分别连接至所述分压电容的另一端和取能线圈的一个输出端。
所述磁场取能电路包括依次连接的电阻、稳压二极管和第一整流模块。
所述稳压二极管为双向稳压管。
所述DC/DC电路输入测设有滤波电容。
所述第二整流模块为桥式整流电路。
所述第一整流模块为桥式整流电路。
所述待测输电线穿过所述取能铁芯的圆形。
所述自取能电路还包括限流电容，所述限流电容设于取能铁芯和分压电容之间。
一种全电式自取能电流互感器，包括信号处理器、磁场传感器、二次线圈和自取能电路，所述自取能电路采用如上述的自取能电路，所述自取能电路的DC/DC电路输出端连接至所述信号处理器的电能输入端，所述磁场传感器设于所述取能铁芯中，所述二次线圈绕设于所述取能铁芯上，且所述信号处理器分别与所述磁场传感器和二次线圈连接。
所述取能线圈的匝数大于二次线圈的匝数。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过由分压电容和第二整流模块组成的电场取能电路，可以在高压电力线路小电流情况下实现成功取能，解决了传统电流互感器取能装置在输电线路低电流时存在供能死区的问题，并在大电流时保持了足够的功能输出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、待测输电线，2、磁场取能电路，3、DC/DC电路，4、磁场传感器，5、二次线圈，6、信号处理器，7、取能铁芯，8、磁场传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种全电式电流互感器自取能电路，如图1所示，包括取能铁芯7、取能线圈和磁场取能电路2和DC/DC电路3，取能铁芯7套于待测输电线1上，取能线圈绕设于取能铁芯7上，且取能线圈的输出端连接至磁场取能电路2的输入端，磁场取能电路2的输出端连接至DC/DC电路3，自取能电路还包括第二整流模块和分压电容，第二整流模块的输入端的一端接地并连接分压电容的一端，另一端分别连接至分压电容的另一端和取能线圈的一个输出端。待测输电线1穿过取能铁芯7的圆形。
通过由分压电容和第二整流模块组成的电场取能电路，可以在高压电力线路小电流情况下实现成功取能，解决了传统电流互感器取能装置在输电线路低电流时存在供能死区的问题，并在大电流时保持了足够的功能输出。
本实施例中，第二整流模块为桥式整流电路，第一整流模块也为桥式整流电路。
在待测输电线1中的电流较小时，磁场取能电路2所取电能功率较小，不足以提供足够功率，由于电流互感器所处线路为高电位，取能绕组输出端与电场取能电路输入端间存在等效电容，与分压电容共同组成分压电路，交流电经分压电容进入整流桥转变为直流，输出到DC/DC电路3中，转换为所需要的直流电压等级，为负载供能，
在输电线路中的电流较大时，取能绕组输出的交流电压经磁场取能电路2中的稳压二极管稳压，然后进入整流桥转变为直流电，输出到DC/DC电路3中，转换为负载所需要的直流电压等级，为磁阀式电流互感器信号处理电路供能，从而可以提供更大的输出功率。
本实施例中，如图1所示，磁场取能电路2包括依次连接的电阻、稳压二极管和第一整流模块，其中，稳压二极管为双向稳压管，可以保障输出的电压稳定，电阻即图1中的RZ、Z即为稳压二极管，二极管D1、D2、D3、D4构成了第一整流模块。
此外，图1中，C2即为分压电容，D5、D6、D7、D8构成了第二整流模块。
本实施例中，DC/DC电路3输入测设有滤波电容C1，提高电能质量。
在某些实施例中，自取能电路还包括限流电容，限流电容设于取能铁芯7和分压电容之间，此时，限流电容和等效电容作为整体和分压电容进行分压。
本申请的另一个实施方式是提供一种全电式自取能磁阀式电流互感器，包括信号处理器6、磁场传感器84、二次线圈和自取能电路，自取能电路采用如上述的自取能电路，自取能电路的DC/DC电路3输出端连接至信号处理器6的电能输入端，磁场传感器84设于取能铁芯7中，二次线圈绕设于取能铁芯7上，且信号处理器6分别与磁场传感器84和二次线圈连接。取能线圈的匝数大于二次线圈的匝数。具体的信号处理器6的原理和现有技术一致，因此不再赘述。

Claims (10)

1.一种全电式电流互感器自取能电路，包括取能铁芯、取能线圈和磁场取能电路和DC/DC电路，所述取能铁芯套于待测输电线上，所述取能线圈绕设于取能铁芯上，且取能线圈的输出端连接至磁场取能电路的输入端，所述磁场取能电路的输出端连接至所述DC/DC电路，其特征在于，所述自取能电路还包括第二整流模块和分压电容，所述第二整流模块的输入端的一端接地并连接所述分压电容的一端，另一端分别连接至所述分压电容的另一端和取能线圈的一个输出端。
2.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述磁场取能电路包括依次连接的电阻、稳压二极管和第一整流模块。
3.根据权利要求2所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述稳压二极管为双向稳压管。
4.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述DC/DC电路输入测设有滤波电容。
5.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述第二整流模块为桥式整流电路。
6.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述第一整流模块为桥式整流电路。
7.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述待测输电线穿过所述取能铁芯的圆形。
8.根据权利要求1所述的一种全电式电流互感器自取能电路，其特征在于，所述自取能电路还包括限流电容，所述限流电容设于取能铁芯和分压电容之间。
9.一种全电式自取能电流互感器，包括信号处理器、磁场传感器、二次线圈和自取能电路，其特征在于，所述自取能电路采用如权利要求1-8中任一所述的自取能电路，所述自取能电路的DC/DC电路输出端连接至所述信号处理器的电能输入端，所述磁场传感器设于所述取能铁芯中，所述二次线圈绕设于所述取能铁芯上，且所述信号处理器分别与所述磁场传感器和二次线圈连接。
10.根据权利要求9所述的一种全电式自取能电流互感器，其特征在于，所述取能线圈的匝数大于二次线圈的匝数。
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