CN1441541A - 高压开关、母线温度在线检测系统及其供电方法 - Google Patents

Abstract

高压开关、母线温度在线检测系统及其供电方法，属于温度测量领域。其特征是将交流电源降压、整流、滤波成直流电源，通过闭环调节得到幅值恒定的直流电源，用逆变器将其转换成高频交流电源；用高压电缆构成多个隔离变压器的原边绕组，通过高压电缆将高频交流电源送至各隔离变压器；各隔离变压器副边输出的高频交流电源经整流稳压滤波电路，得到多个相互隔离的二次直流电源；采用该二次直流电源分别为检测系统的每一路温度检测及信号传送单元提供电源；本发明还提供了一种高压开关、母线温度在线检测系统。其隔离变压器的耐压等级高，用逆变器输出高频交流电源，转换效率高，输出电源质量好。可广泛用于高压、超高压变配电系统的运行、监控等领域。

Description

高压开关、母线温度在线检测系统及其供电方法

技术领域

本发明属于温度测量装置领域，尤其涉及一种应用热电元件对高压、超高压开关或高压母线以及高压电缆接头等处的温度值进行在线检测与监视的检测系统。

背景技术

高压开关的触头、高压电缆的接头因接触不良或过电流运行时，都会引起开关触头或电缆接头过热；若不及时排除，最终可能导致高压开关柜或高压电缆的绝缘被破坏，引起短路，形成重大故障和造成重大经济损失。高压母线在过电流、紧固螺丝松动或其它不正常状态下也会出现过热现象。所以，高压开关、高压母线或高压电缆接头的温度在线检测是提高电力系统运行可靠性、预防故障的重要手段之一。

目前，常用的高压电器温度检测主要有两种方案：其一是采用色片，其色片的颜色会随着温度的变化而变化；根据其颜色变化即可判断高压电器的温度，缺点是在设备运行时看不见，而且不够可靠和精确，不能起到应有的温度监视作用；其二是用热红外检测技术，通过红外温度检测探头和测试仪来监测高压电器的运行温度，其缺点是价格昂贵，而且对封闭在机柜内的触点无法检测。

2000年9月13日公告的，公告号为CN 2396386Y的中国专利中公开了一种“高压及超高压开关触头温度检测装置”，由自供电装置、数字测温和红外通讯单元组成。自供电装置是从汇流条耦合出极小的能量供给测量端。其每一个触点采用一套单片机检测电路，每一路单片机温度检测电路的供电能量来自触点电流。但其存在着单片机系统的工作情况易受到触点电流大小的影响，当触点电流小时，会出现电源供电不足的问题。

2002年8月7日公告的，公告号为CN 2504620Y的中国专利中公开了一种“高压开关触点、母线或电缆接头温度在线检测与监视系统”，包括多个独立的触点温度检测电路和与其相连的一套单片机监视系统，其每一个高压带电体温度检测电路分别采用一套隔离电源供电，其电源稳定度高，不受触点电流影响；但其每一个高压开关触点、高压电缆接头或每一段高压母线的温度检测电路均需要一组隔离电源，所以供电电源相对复杂，体积大，成本高，可靠性也因系统较为复杂而有所降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能解决高等级电位差环境下对温度检测单元供电的、高耐压的电源供电方法。

本发明还提供了一种供电电源线路简单、体积小、工作可靠性高、可同时为多套检测装置提供电源的高压开关、母线温度在线检测系统。

本发明的技术方案是：提供一种高压开关、母线温度在线检测系统的供电方法，其特征在于：按下列方法为检测系统的温度检测及温度信号传送单元提供电源：

(1)将工频电源经电源变压器降压至较低电压的交流电源；

(2)将较低电压的交流电源整流、滤波，得到直流电源；

(3)对直流电源进行电流或电压闭环调节，得到幅值恒定的直流电流源或直流电压源；

(4)将幅值恒定的直流电流源或直流电压源用电流型或电压型逆变器，转换成为高频交流电流或电压；

(5)通过高压电缆将高频交流电流或电压送至多个隔离变压器，其高压电缆构成多个隔离变压器的原边绕组；

(6)多个隔离变压器副边输出的高频交流电流或电压经过整流、稳压和滤波电路，得到多个相互隔离的二次直流电源；

(7)采用该多个相互隔离的二次直流电源分别为检测系统的每一路温度检测及信号传送单元提供电源。

本发明的技术方案还提供了一种高压开关、母线温度在线检测系统，包括多组设置于开关或母线处的温度检测及信号传送单元、一套集中的温度信息处理及显示单元和将温度信息处理及显示单元的信号输入端与各组温度检测及信号传送单元分别对应连接的发射、接收装置，其特征在于设置高耐压多输出隔离电源单元、辅助电源单元和与温度检测及信号传送单元数量相等的隔离变压器和整流稳压滤波单元，其中，高耐压多输出隔离电源单元的交流电源输入端与工频电源连接，其高频交流电源输出端经多个隔离变压器、整流稳压滤波单元为各温度检测及信号传送单元提供电源；辅助电源的交流电源输入端与工频电源连接，其直流电源输出端为高耐压多输出隔离电源单元和温度信息处理及显示单元提供电源。

其中所述的高耐压多输出隔离电源单元包括隔离电源主电路和控制驱动电路，所述的隔离电源主电路包括依次连接的输入变压器、整流桥、调节电路和逆变器，所述的控制驱动电路包括恒流源或恒压源控制电路、依次连接的逆变器控制电路和驱动电路；其输入变压器的输入端与工频电源连接，其输出端经整流电路、调节电路与逆变器连接；调节电路的驱动信号输入端和电流或电压反馈信号输出端分别与控制驱动电路中恒流源或恒压源控制电路的驱动信号输出端和电流或电压反馈信号输入端对应连接；驱动电路的驱动信号输出端分别与相应逆变器的驱动信号输入端对应连接；逆变器的高频交流电源输出端与隔离变压器的原边对应连接。

其所述的调节电路为电流调节电路或电压调节电路，所述的逆变器为电流型或电压型逆变器。

其所述隔离变压器的原边依次串联或对应并联后与隔离电源主电路中逆变器的高频交流电源输出端连接，其原边为高压电缆，原边的匝数为1匝或1匝以上，其副边经整流稳压滤波单元为各组温度检测及信号传送单元提供电源。

其所述的辅助电源单元为线性电源或开关电源。

其所述的整流稳压滤波单元包括整流电路、稳压电路和滤波电路，其中整流电路的交流输入端与隔离变压器的副边对应连接，其直流输出端经稳压电路和滤波电路与温度检测与信号传送单元的电源输入端对应连接。

本发明所述隔离电源主电路的一种具体技术方案包括输入变压器TR0、由整流桥BR1和滤波电容C1构成的整流部分、由开关管Q1、电感L1、二极管V1、电阻R1、R27和电容C16构成的电流调节电路和由开关管Q2、Q3、Q4、Q5及分别并联在它们两端的电容C2、C3、C4、C5构成的电流型逆变器，其中，开关管Q1的源极、二极管V1的阴极和电感L1的一端连在一起，开关管Q1的漏极接在整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒流源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管V1的阳极接整流桥的负输出端，L1的另一端构成电流调节电路的正输出端，整流桥的负输出端构成电流调节电路的负输出端，开关管Q2、Q4的漏极接在一起，接电流调节电路的正输出端，开关管Q3、Q5的源极接在一起，经过电阻R1接电流调节电路的负输出端，Q2的源极和Q3的漏极接在一起，为电流型逆变器的一个输出端，Q4的源极和Q5的漏极接在一起，为电流型逆变器的另一个输出端，开关管Q2、Q3、Q4、Q5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻R1串接在电流调节电路的负输出端和开关管Q3、Q5的源极之间，电容C16的一端接电流调节电路的负输出端，其另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与开关管Q3、Q5的源极连接，电容C16的两端构成电流反馈信号输出端；所述的多个隔离变压器的原边依次首、尾串联后与电流型逆变器的两个输出端对应连接。

本发明所述隔离电源主电路的另一种具体技术方案包括输入变压器TRB0、由整流桥BRB1和滤波电容CB1构成的整流部分、由开关管QB1、电感LB1、二极管VB1、电容CB2、CB16、电阻RB3、RB4和RB27构成的电压调节电路、霍尔电流传感器HL1和由开关管QB2、QB3、QB4、QB5及分别并联在它们两端的二极管VB2、VB3、VB4、VB5构成的电压型逆变器，其中，开关管QB1的源极、二极管VB1的阴极和电感LB1的一端连在一起，开关管QB1的漏极接整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒压源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管VB1的阳极接整流桥的负输出端，电感LB1的另一端与滤波电容CB2的正极连接，构成电压调节电路的正输出端，滤波电容CB2的负极接在整流桥的负输出端，构成电压调节电路的负输出端，开关管QB2、QB4的漏极接在一起，通过霍尔电流传感器HL1接电压调节电路的正输出端，开关管QB3、QB5的源极接电压调节电路的负输出端，QB2的源极和QB3的漏极接在一起，为逆变器的一个输出端，QB4的源极和QB5的漏极接在一起，为逆变器的另一个输出端，开关管QB2、QB3、QB4、QB5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻RB3的一端与电压调节电路的正输出端连接，其另一端与电阻RB4和RB27的一端连接，电阻RB4的另一端与电压调节电路的负输出端连接并构成电压反馈信号的一个输出端，电阻RB27的另一端构成电压反馈信号的另一个输出端，同时经电容CB16与电压调节电路的负输出端连接；所述的多个隔离变压器原边并联后与电压型逆变器的两个输出端连接。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.采用一个高耐压多输出隔离电源为各高压温度检测电路及温度信号发射电路供电，整个系统体积小，制造成本低，工作可靠性高。

2.采用高压电缆作为输出变压器的原边绕组，大大提高了电源输出变压器的耐压等级，有利于整个装置的安全运行。

3.采用高频交流电流或电压驱动具有很高隔离电压的各个输出变压器，功率传输效率高，输出变压器体积小，输出电压质量高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明供电方式的方框图；

图2是本发明系统的电原理方框图；

图3是本发明隔离电源主电路的电原理方框图；

图4是本发明隔离电源主电路实施例的线路图；

图5是对应于图3的隔离电源控制电路实施例的线路图；

图6是整流稳压滤波单元和温度检测及信号传送单元实施例的线路图；

图7是辅助电源单元实施例的线路图；

图8是本发明隔离电源主电路另一实施例的线路图；

图9是对应于图7的隔离电源控制电路另一实施例的线路图；

图10是对应于图8和图9的整流稳压滤波单元另一实施例的线路图。

具体实施方式

图1中，给出了为检测系统的温度检测及信号传送单元提供电源的方法：

(1)将工频电源经电源变压器降压至较低电压的交流电源；

(2)将较低电压的交流电源整流、滤波，得到直流电源；

(3)对直流电源进行电流或电压闭环调节，得到幅值恒定的直流电流源或直流电压源；

(4)将幅值恒定的直流电流源或直流电压源用电流型或电压型逆变器，转换成为高频交流电流或电压；

(5)通过高压电缆将高频交流电流或电压送至多个隔离变压器，其高压电缆构成多个隔离变压器的原边绕组；

(6)多个隔离变压器副边输出的高频交流电流或电压经过整流、稳压和滤波电路，得到多个相互隔离的二次直流电源；

(7)采用该多个相互隔离的二次直流电源分别为检测系统的每一路温度检测及信号传送单元提供电源。

由于本发明采用高压电缆作为输出变压器的原边绕组，大大提高了电源输出变压器的耐压等级，有利于整个装置的安全运行。同时，采用高频交流电流源或电压电源驱动隔离变压器，功率传输效率高，隔离变压器体积小，输出电源质量好。

图2中，高耐压多输出隔离电源单元的交流电源输入端与工频电源连接，其高频交流电源输出端经多个隔离变压器、整流稳压滤波单元为各温度检测及信号传送单元提供电源；辅助电源的交流电源输入端与工频电源连接，其直流电源输出端为高耐压多输出隔离电源单元和温度信息处理及显示单元提供电源。

隔离电源主电路在其控制电路的作用下，在各隔离变压器的原边产生高频交流电流或电压，从而在各隔离变压器的副边产生隔离了的高频交流电流或电压，经整流、稳压、滤波后，为各温度检测及信号传送单元供电，温度检测及信号传送单元的输出信号经过光纤式、红外式或无线式等发射、接收装置传输到温度信息处理及显示单元，进行温度的计算与显示、过热判断、过热信号的显示等功能。

各隔离变压器的原边绕组只有很少的几匝或1匝，因而可以采用高压电缆绕制。因此，各隔离变压器的原、副边之间具有很高的耐压，再加上采用光纤式、红外式或无线式等传输方式进行温度测量信号的传送，很好地解决了高压系统的温度在线检测问题。

图3中，高耐压多输出隔离电源单元包括隔离电源主电路1和控制驱动电路2，所述的隔离电源主电路1包括依次连接的输入变压器、整流桥、调节电路和逆变器，所述的控制驱动电路2包括恒流源或恒压源控制电路、依次连接的逆变器控制电路和驱动电路；其输入变压器的输入端与工频电源连接，其输出端经整流电路、调节电路与逆变器连接；调节电路的驱动信号输入端和电流或电压反馈信号输出端分别与控制驱动电路中恒流源或恒压源控制电路的驱动信号输出端和电流或电压反馈信号输入端对应连接；驱动电路的驱动信号输出端分别与相应逆变器的驱动信号输入端对应连接；逆变器的高频交流电源输出端与隔离变压器的原边对应连接。其所述的调节电路为电流调节电路或电压调节电路，所述的逆变器为电流型或电压型逆变器。

输入变压器用来调整整流桥的输入电压，以提高整个隔离电源的效率、电压适用范围和整机可靠性，输入变压器和调节电路在某些要求不高的情况下可以只选其一，以简化系统；整流桥用来将交流输入转化为直流电压，整流桥的输出经过调节电路产生一个电流(或电压)恒定的直流电流(或电压)源，电流调节电路(或电压调节电路)的输出经过电流型逆变器(或电压型逆变器)转换为高频交流电流源(或高频交流电压源)，高频交流电流源(或高频交流电压源)的输出用来驱动各隔离变压器，以产生一系列具有很高隔离电压的输出电源，为各温度检测及信号传送单元供电。

图4中，隔离电源主电路包括输入变压器TR0、由整流桥BR1和滤波电容C1构成的整流部分、由开关管Q1、电感L1、二极管V1、电阻R1、R27和电容C16构成的电流调节电路和由开关管Q2、Q3、Q4、Q5及分别并联在它们两端的电容C2、C3、C4、C5构成的电流型逆变器，其中，开关管Q1的源极、二极管V1的阴极和电感L1的一端连在一起，开关管Q1的漏极接在整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒流源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管V1的阳极接整流桥的负输出端，L1的另一端构成电流调节电路的正输出端，整流桥的负输出端构成电流调节电路的负输出端，开关管Q2、Q4的漏极接在一起，接电流调节电路的正输出端，开关管Q3、Q5的源极接在一起，经过电阻R1接电流调节电路的负输出端，Q2的源极和Q3的漏极接在一起，为电流型逆变器的一个输出端，Q4的源极和Q5的漏极接在一起，为电流型逆变器的另一个输出端，开关管Q2、Q3、Q4、Q5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻R1串接在电流调节电路的负输出端和开关管Q3、Q5的源极之间，电容C16的一端接电流调节电路的负输出端，其另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与开关管Q3、Q5的源极连接，电容C16的两端构成电流反馈信号输出端；所述的多个隔离变压器的原边依次首、尾串联后与电流型逆变器的两个输出端对应连接。

交流输入电压经过输入变压器TR0、整流桥BR1和滤波电容C1后，变为一个直流电压。二极管V2的阴极接整流桥的正输出，V2的阳极接电流调节电路的正输出端，用来实现逆变桥直流侧的电压嵌位。该电路中的电流调节电路在电流闭环的控制下产生一个恒定的直流电流，经过电流型逆变器转换为一个高频电流源。该高频电流源用来驱动连接在电流逆变器两个输出端的一串隔离变压器TR1、TR2、TR3……TR等，由于逆变器的输出为高频电流源，隔离变压器的原边采用串联的连接方式，实际上是用一根高压电缆穿绕过每一个隔离变压器的磁芯，原边匝数很少，必要时原边可以为单匝。在该主电路中，在对电源质量要求不高、需要简化设计时，输入变压器和电流调节电路两者之间可以去掉一个以简化电路结构，降低成本和缩小体积。

图5是对应于图4所示主电路方案的一种控制驱动电路，主要由集成电路U1(TL494)、U2(NE555)及其外围组容元件组成。集成电路U1及其外围阻容元件R2、R3、RP1、RP2、C6、C7、C8等组成电流调节电路的恒流源控制电路，RP2、C6决定了电流调节电路的开关频率，可调电阻RP1用来调节电流的给定值，R2、C7组成PI调节校正电路，电阻R3、R4和变压器TR11组成开关管Q1的隔离驱动电路。集成电路U2和外围阻容元件R9、R10、R11、C9、C10组成逆变器控制电路，用来交替切换电流方向，将恒定的直流电流转换为高频交流电流。电阻R12、R13、R14、R15和变压器TR12等组成开关管Q3、Q4的门极驱动电路。电阻R5、R6、R7、R8和变压器TR13等组成开关管Q2、Q5的门极驱动电路。图中的J1、J2端分别接图4的J1、J2端，用来实现电流的反馈控制。

图6中，二极管V3、V4、V5、V6组成桥式整流电路，V3、V4的阴极接在一起，为整流桥的正输出端，V5、V6的阳极接在一起，为整流桥的负输出端。V3的阳极和V5的阴极接在一起，为整流桥的一个交流输入端，V4的阳极和V6的阴极接在一起，为整流桥的另一个交流输入端。整流桥的两个交流输入端分别接隔离变压器副边的两个端子。电阻R16、R17和并联稳压器Z1一起组成并联稳压电路，电阻R18、电容C11和C12组成RC滤波电路。It为AD590型温度传感器，它将温度转换为电流，该电流经过电阻R19和RP3后变为和温度呈正比的电压信号，以集成电路U3(LM331)、电阻R20、R21、R22、R23、R24、RP4、电容C13、C14、C15等组成的V/F变换电路将与温度呈正比的电压信号，转换为与温度呈正比的频率信号，该频率信号经过电阻R25、R26和三极管VT3组成的放大电路输出，经发射、接收装置传输到温度信息处理及显示单元，进行温度的计算与显示、过热判断、过热信号的显示等功能。

图7中，辅助电源单元采用变压器TR19降压、二极管V8～V11整流、电容C20和C21滤波后，经三端稳压电路U12(LM7815)和U13(LM7805)进行稳压，经电容C22、C23、C24和C25滤波后，分别提供+15V、+5V电压。

图8中，隔离电源主电路包括输入变压器TRB0、由整流桥BRB1和滤波电容CB1构成的整流部分、由开关管QB1、电感LB1、二极管VB1、电容CB2、CB16、电阻RB3、RB4和RB27构成的电压调节电路、霍尔电流传感器HL1和由开关管QB2、QB3、QB4、QB5及分别并联在它们两端的二极管VB2、VB3、VB4、VB5构成的电压型逆变器，其中，开关管QB1的源极、二极管VB1的阴极和电感LB1的一端连在一起，开关管QB1的漏极接整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒压源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管VB1的阳极接整流桥的负输出端，电感LB1的另一端与滤波电容CB2的正极连接，构成电压调节电路的正输出端，滤波电容CB2的负极接在整流桥的负输出端，构成电压调节电路的负输出端，开关管QB2、QB4的漏极接在一起，通过霍尔电流传感器HL1接电压调节电路的正输出端，开关管QB3、QB5的源极接电压调节电路的负输出端，QB2的源极和QB3的漏极接在一起，为逆变器的一个输出端，QB4的源极和QB5的漏极接在一起，为逆变器的另一个输出端，开关管QB2、QB3、QB4、QB5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻RB3的一端与电压调节电路的正输出端连接，其另一端与电阻RB4和RB27的一端连接，电阻RB4的另一端与电压调节电路的负输出端连接并构成电压反馈信号的一个输出端，电阻RB27的另一端构成电压反馈信号的另一个输出端，同时经电容CB16与电压调节电路的负输出端连接；所述的多个隔离变压器原边并联后与电压型逆变器的两个输出端连接。

交流输入电压经过输入变压器TRB0、整流桥BRB1和滤波电容CB1后，变为一个直流电压。该电路中的电压调节电路在电压闭环的控制下产生一个恒定的直流电压，经过电压型逆变器转换为一个高频的交流电压。该高频交流电压用来驱动连接在逆变器两个输出端的若干个隔离变压器TRB1、TRB2、TRB3……TRBn等，隔离变压器的原边并接在逆变器的输出端，原边匝数很小，因而可以采用高压电缆绕制，以提高隔离变压器原副边的隔离电压。同样，在该主电路中，在对电源质量要求不高、需要简化设计时，输入变压器和电压调节电路两者之间可以去掉一个以简化电路结构，降低成本和缩小体积。

图9是对应于图8所示隔离电源主电路的另一种控制驱动电路，主要由集成电路U12(TL494)、U13(NE555)、U14(非门电路CD4049)、U15(或门电路CD4071)、U16(或门电路CD4071)、U17(比较器LM339)及其外围组容元件组成。集成电路U12及其外围阻容元件R33、R34、RP3、RP4、C26、C27、C28等组成电压调节电路的恒压控制电路，RP3、C26决定了电压调节电路的开关频率，可调电阻RP4用来调节电压的给定值，R33、C27组成PI调节校正电路，电阻R34、R35和变压器TR14组成开关管QB1的隔离驱动电路。集成电路U13和外围阻容元件R39、R40、R41、R42、C29、C30组成逆变器控制电路，用来交替切换电压方向，将恒定的直流电压转换为高频交流电压。集成电路U16和电阻R43、R44、R45、R46、电容C31、C32、C33、C34组成桥式逆变器同一桥臂上下两只管子的死区控制电路。电阻R47、R51、R55、二极管VT4、变压器TR15等组成QB4的门极驱动电路，电阻R48、R52、R56、二极管VT5、变压器TR16等组成QB5的门极驱动电路，电阻R49、R53、R57、二极管VT6、变压器TR17等组成QB3的门极驱动电路，电阻R50、R54、R58、二极管VT7、变压器TR18等组成QB2的门极驱动电路。集成电路U17及电阻R36、R37、RP5等用来构成电压比较器，其输入信号来自图8中的霍尔电流传感器HL1的输出JB3，参考值从可调电阻RP5得到，以此判断是否出现过电流。当出现过流信号时，比较器U17输出高电平，通过或门电路U15将VT4、VT5、VT6、VT7全部置于饱和导通状态，从而使隔离变压器TR15、TR16、TR17、TR18的原边电压为约0.3V，隔离变压器的变比接近于1，所以逆变器中各开关管的门极和源极之间均为约0.3V电压，逆变器桥臂被关闭，从而实现电路的过电流保护。图中的JB1、JB2端分别接图8的JB1、JB2端，用来实现电压的反馈控制，图中的JB3接图8中的JB3，用来实现主电路的过电流保护。

图10中，当隔离电源主电路结构采用图8所示的电压型逆变器结构时，各隔离变压器的原边采用并联连接方式，隔离变压器的原边和副边均为高频交流电压，因而副边整流电路的输出宜采用本图所示的串联稳压电路进行稳压，在该电路中，整流桥由V12、V13、V14、V15等组成，串联稳压电路采用常用的三端稳压块LM7805，电容C35、C36、C37、C38为滤波电容。其温度检测及信号传送单元部分与图6所示相同，不再叙述。由于温度检测及信号传送单元、温度信息处理及显示单元和将温度信息处理及显示单元的信号输入端与各组温度检测及信号传送单元分别对应连接的发射、接收装置在公告号为CN2396386Y和公告号为CN 2504620Y的中国专利中已有详细的描述，故其构成和工作原理在此不再叙述。

本发明所选用的集成电路芯片型号在实施例中均已给出，亦可选用其他与之功能相同或相近的集成电路芯片；开关管可选用大功率晶体管GTR、功率场效应管MOSFET或绝缘栅双极晶体管IGBT等全控型电力半导体器件；其余元件的参数和选择无特殊要求。

本发明不只局限于上述所列举的实施例，凡被本发明权利要求所表述的技术方案所覆盖的产品均在本发明请求保护的范畴。

本发明可广泛用于高压、超高压变、配电系统或装置的运行、监控和设备管理等领域。

Claims (9)

1.一种高压开关、母线温度在线检测系统的供电方法，其特征在于：按下列方法为检测系统的温度检测及温度信号传送单元提供电源：

(1)将工频电源经电源变压器降压至较低电压的交流电源；

(2)将较低电压的交流电源整流、滤波，得到直流电源；

(3)对直流电源进行电流或电压闭环调节，得到幅值恒定的直流电流源或直流电压源；

(4)将幅值恒定的直流电流源或直流电压源用电流型或电压型逆变器，转换成为高频交流电流或电压；

(5)通过高压电缆将高频交流电流或电压送至多个隔离变压器，其高压电缆构成多个隔离变压器的原边绕组；

(6)多个隔离变压器副边输出的高频交流电流或电压经过整流、稳压和滤波电路，得到多个相互隔离的二次直流电源；

(7)采用该多个相互隔离的二次直流电源分别为检测系统的每一路温度检测及信号传送单元提供电源。

2.一种高压开关、母线温度在线检测系统，包括多组设置于开关或母线处的温度检测及信号传送单元、一套集中的温度信息处理及显示单元和将温度信息处理及显示单元的信号输入端与各组温度检测及信号传送单元分别对应连接的发射、接收装置，其特征在于：设置高耐压多输出隔离电源单元、辅助电源单元和与温度检测及信号传送单元数量相等的隔离变压器和整流稳压滤波单元，其中，

高耐压多输出隔离电源单元的交流电源输入端与工频电源连接，其高频交流电源输出端经多个隔离变压器、整流稳压滤波单元为各温度检测及信号传送单元提供电源；

辅助电源的交流电源输入端与工频电源连接，其直流电源输出端为高耐压多输出隔离电源单元和温度信息处理及显示单元提供电源。

3.按照权利要求2所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的高耐压多输出隔离电源单元包括隔离电源主电路和控制驱动电路，所述的隔离电源主电路包括依次连接的输入变压器、整流桥、调节电路和逆变器，所述的控制驱动电路包括恒流源或恒压源控制电路、依次连接的逆变器控制电路和驱动电路；

其中，输入变压器的输入端与工频电源连接，其输出端经整流电路、调节电路与逆变器连接；

调节电路的驱动信号输入端和电流或电压反馈信号输出端分别与控制驱动电路中恒流源或恒压源控制电路的驱动信号输出端和电流或电压反馈信号输入端对应连接；

驱动电路的驱动信号输出端分别与相应逆变器的驱动信号输入端对应连接；

逆变器的高频交流电源输出端与隔离变压器的原边对应连接。

4.按照权利要求3所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的调节电路为电流调节电路或电压调节电路，所述的逆变器为电流型或电压型逆变器。

5.按照权利要求2所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述隔离变压器的原边依次串联或对应并联后与隔离电源主电路中逆变器的高频交流电源输出端连接，其原边为高压电缆，原边的匝数为1匝或1匝以上，其副边经整流稳压滤波单元为各组温度检测及信号传送单元提供电源。

6.按照权利要求2所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的辅助电源单元为线性电源或开关电源。

7.按照权利要求2所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的整流稳压滤波单元包括整流电路、稳压电路和滤波电路，其中整流电路的交流输入端与隔离变压器的副边对应连接，其直流输出端经稳压电路和滤波电路与温度检测与信号传送单元的电源输入端对应连接。

8.按照权利要求3、4或5所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的隔离电源主电路包括输入变压器TR0、由整流桥BR1和滤波电容C1构成的整流部分、由开关管Q1、电感L1、二极管V1、电阻R1、R27和电容C16构成的电流调节电路和由开关管Q2、Q3、Q4、Q5及分别并联在它们两端的电容C2、C3、C4、C5构成的电流型逆变器，其中，

开关管Q1的源极、二极管V1的阴极和电感L1的一端连在一起，开关管Q1的漏极接在整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒流源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管V1的阳极接整流桥的负输出端，L1的另一端构成电流调节电路的正输出端，整流桥的负输出端构成电流调节电路的负输出端，开关管Q2、Q4的漏极接在一起，接电流调节电路的正输出端，开关管Q3、Q5的源极接在一起，经过电阻R1接电流调节电路的负输出端，Q2的源极和Q3的漏极接在一起，为电流型逆变器的一个输出端，Q4的源极和Q5的漏极接在一起，为电流型逆变器的另一个输出端，开关管Q2、Q3、Q4、Q5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻R1串接在电流调节电路的负输出端和开关管Q3、Q5的源极之间，电容C16的一端接电流调节电路的负输出端，其另一端与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与开关管Q3、Q5的源极连接，电容C16的两端构成电流反馈信号输出端；

所述的多个隔离变压器的原边依次首、尾串联后与电流型逆变器的两个输出端对应连接。

9.按照权利要求3、4或5所述的高压开关、母线温度在线检测系统，其特征在于所述的隔离电源主电路包括输入变压器TRB0、由整流桥BRB1和滤波电容CB1构成的整流部分、由开关管QB1、电感LB1、二极管VB1、电容CB2、CB16、电阻RB3、RB4和RB27构成的电压调节电路、霍尔电流传感器HL1和由开关管QB2、QB3、QB4、QB5及分别并联在它们两端的二极管VB2、VB3、VB4、VB5构成的电压型逆变器，其中，

开关管QB1的源极、二极管VB1的阴极和电感LB1的一端连在一起，开关管QB1的漏极接整流桥的正输出端，其门极和源极与控制驱动电路中恒压源控制电路的驱动信号输出端连接，二极管VB1的阳极接整流桥的负输出端，电感LB1的另一端与滤波电容CB2的正极连接，构成电压调节电路的正输出端，滤波电容CB2的负极接在整流桥的负输出端，构成电压调节电路的负输出端，开关管QB2、QB4的漏极接在一起，通过霍尔电流传感器HL1接电压调节电路的正输出端，开关管QB3、QB5的源极接电压调节电路的负输出端，QB2的源极和QB3的漏极接在一起，为逆变器的一个输出端，QB4的源极和QB5的漏极接在一起，为逆变器的另一个输出端，开关管QB2、QB3、QB4、QB5的门极和源极分别与控制驱动电路的驱动信号输出端对应连接，电阻RB3的一端与电压调节电路的正输出端连接，其另一端与电阻RB4和RB27的一端连接，电阻RB4的另一端与电压调节电路的负输出端连接并构成电压反馈信号的一个输出端，电阻RB27的另一端构成电压反馈信号的另一个输出端，同时经电容CB16与电压调节电路的负输出端连接；

所述的多个隔离变压器原边并联后与电压型逆变器的两个输出端连接。

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