CN202019233U - 光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力系统技术领域的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，包括：取电型电流互感器、太阳能电池板、锂离子电池、两个超级电容、互感器取电处理电路、三个稳压器、充电模块、过压保护模块、电源管理模块。本装置采用电磁感应取电技术、太阳能供电技术、可充电锂离子电池、超级电容和系统集成技术，设计电源管理方案，提供+5V、-5V额定电压，1W以上额定功率。本装置用于110KV、220KV、500KV等电压等级的输电线路在线监测系统供电，同时向下可兼顾10KV、35KV等电压等级配电线路。

Description

光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种电力系统技术领域的供电装置，具体是一种光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置。
背景技术
输配电线路的可靠性和运行状况决定了整个电力系统的安全性和稳定性，也决定了供电质量，因此需要实时监控输配电线路的状态，在线监测设备应运而生。低压配电线路监测系统供电还比较方便，但随着电压的升高，高电压大电流，部分输电线路远离生活区，并且传感器远离地面，想得到低压电源十分困难。
目前市场上产品大部分采用蓄电池或太阳能和蓄电池相结合的供电方式，输出功率低；采用电流互感器和蓄电池相结合供电的方式，如果母线电流不足，监测系统额定功率较大时，蓄电池无法长时间坚持，可靠性差，如果监测系统有GPRS等数据远传装置，数据收发瞬间需要大功率大电流，以上这些供电方式均无法稳定输出功率，并且这些供电装置都是针对特定某种监测系统，所以还没有专门针对输配电线路在线监测系统供电的可靠性高的通用独立电源装置，因此现阶段急需技术能够填补这一空白，提供一种通用的对输配电线路在线监测系统通用独立供电装置。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，采用电磁感应取电技术、太阳能供电技术、可充电锂离子电池、超级电容和系统集成技术，设计电源管理方案，提供+5V、-5V额定电压，1W以上额定功率。本装置用于110KV、220KV、500KV等电压等级的输电线路在线监测系统供电，同时向下可兼顾10KV、35KV等电压等级配电线路。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：取电型电流互感器、太阳能电池板、锂离子电池、两个超级电容、互感器取电处理电路、三个稳压器、充电模块、过压保护模块、电源管理模块，其中：电流互感器卡接在母线上且依次与互感器取电处理电路、过压保护模块、第一稳压器和电源管理模块的第一输入端相连，过压保护模块另外依次与电池充电模块、锂离子电池、第三稳压器和电源管理模块的第二输入端相连，太阳能电池板依次与第二稳压器、充电模块、第二超级电容以及电源管理模块的第三输入端相连，电源管理模块的第二输出端与第一超级电容相连，第一超级电容与待测负载相连。
本实用新型提供了输配电线路在线监测系统的通用独立电源，且组成各部分的体积小，三种供电途径可根据需要任意拆卸组合，克服了高压输电线路监测系统供电困难、现有供电装置功率小、通用性低和可靠性不足的缺点，保证了监测系统的正常运行。因此，本实用新型各组成部分体积小、重量轻、易于安装组合、便于操作，且自身功耗低，输出效率高，对大部分输配电线路在线监测系统可通用，经济可靠，极具推广价值。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为过压保护模块示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：电流互感器2、互感器取电处理电路3、过压保护模块4、三个稳压器5、9、13、锂离子电池7、太阳能电池板8、充电模块10、两个超级电容11、14和电源管理模块12，其中：电流互感器2卡接在母线1上，电流互感器2输出端与互感器取电处理电路3输入端相连，互感器取电处理电路3输出端与过压保护模块4输入端相连，过压保护模块4第一输出端与第一稳压器5输入端相连，第一稳压器5输出端与电源管理模块12第一输入端相连，过压保护模块4第二输出端与电池充电模块6第一输入端相连，电池充电模块6输出端与锂离子电池7输入端相连，锂离子电池7输出端与第三稳压器13输入端相连，第三稳压器13输出端与电源管理模块12第二输入端相连，太阳能电池板8与第二稳压器9输入端相连，第二稳压器9输出端与充电模块10输入端相连，充电模块10输出端与第二超级电容11输入端相连，第二超级电容11与电源管理模块12第三输入端相连，电源管理模块12第二输出端与第一超级电容14输入端相连，第一超级电容14与待测负载15相连。.
所述的电流互感器2为带有气隙开合式的取电型电流互感器，其铁芯选用具有低初始磁导率、高饱和磁感应强度的材料，具体为母线电流50A，输出1W以上，饱和电流1500A以上。
所述的互感器取电处理电路3由整流电路和滤波电路串联组成，其中：整流电路为桥式整流电路，滤波电路为π型LC滤波电路。
如图2所示，所述的过压保护模块4用于防止输入稳压芯片电压超出允许范围，造成芯片损坏，此处控制在72V以下，其使用三个1MΩ电阻相串联对滤波后电压进行均压，当继电器控制电压上升到24V以上时，电阻R1被切出后端电路，并接入电池充电芯片，输入后端的电压降到R2、R3两端电压大小。
所述的稳压器5、9、13采用宽范围输入，低压降，高效率+5V输出和+12V输出两种模块，稳压芯片具体型号为MAX5090C和MAX1771。
所述的锂离子电池7采用两节方形2500mAh可充电电池。
所述的太阳能电池板8为小尺寸单晶硅材料，具体为开路电压10V，额定功率1.5W，尺寸为11cm×11cm。
所述的充电模块10中超级电容充电采用具有平衡充电功能的高效充电模块，充电芯片具体型号为LTC4425。
所述的超级电容11、14均采用单体2.7V，单体内阻小于50mΩ，容量为30F、100F的电容。
所述的电源管理模块12由逻辑控制器、定时器、电压比较器和开关器件组成，通过采集电流互感器输出端、太阳能电池输出端和电源输出端电压并进行比较，发出控制信号，协调各供电方法的合理切换，实现电源稳定输出及控制功能。具体逻辑控制芯片为GAL16V8，定时器为555定时器，电压比较器为LM339；其逻辑控制具体实现逻辑为：首先比较互感器和太阳能输出电压大小，若两者都在4.9V以上，则较大者为负载供电，较小者给锂电池充电；若较大者在4.9V以上，较小者低于4.9V，则较大者给监测系统供电同时为锂电池充电：若此时监测系统电压下降到4.9V以下，则停止给电池充电，若电压随即恢复到正常电压，则等待30分钟，重新给电池充电，再次判断监测系统电压是否在4.9V以上，如此循环；若监测系统电压仍下降到4.8V，电源选择锂电池给监测系统供电。即太阳能、锂电池和电流互感器任一能维持监测系统正常工作电压即可。

Claims (8)

1.一种光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征在于，包括：取电型电流互感器、太阳能电池板、锂离子电池、两个超级电容、互感器取电处理电路、三个稳压器、充电模块、过压保护模块、电源管理模块，其中：电流互感器卡接在母线上且依次与互感器取电处理电路、过压保护模块、第一稳压器和电源管理模块的第一输入端相连，过压保护模块另外依次与电池充电模块、锂离子电池、第三稳压器和电源管理模块的第二输入端相连，太阳能电池板依次与第二稳压器、充电模块、第二超级电容以及电源管理模块的第三输入端相连，电源管理模块的第二输出端与第一超级电容相连，第一超级电容与待测负载相连。
2.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的电流互感器为带有气隙开合式的取电型电流互感器，其铁芯的母线电流50A，输出1W以上，饱和电流1500A以上。
3.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的互感器取电处理电路由整流电路和滤波电路串联组成，其中：整流电路为桥式整流电路，滤波电路为π型LC滤波电路。
4.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的过压保护模块采用三个1MΩ电阻相串联对滤波后电压进行均压。
5.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的锂离子电池采用两节方形2500mAh可充电电池。
6.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的太阳能电池板的开路电压10V，额定功率1.5W，尺寸为11cm×11cm。
7.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的超级电容均采用单体2.7V，单体内阻小于50mΩ，容量为30F、100F的电容。
8.根据权利要求1所述的光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置，其特征是，所述的电源管理模块由逻辑控制器、定时器、电压比较器和开关器件组成。
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