CN204244099U - 一种串并联组合式电源变换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种串并联组合式电源变换装置，包括取电模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块、控制模块、过电压保护模块和后续电路，所述取电模块由热爆式脱离器、高压电容器和电压互感器依次连接组成，所述过电压保护模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块和控制模块依次连接形成反馈回路，所述后续电路连接在所述DC/DC变换模块一条输出端上，所述后续电路包括储能单元、监测设备和故障信号回传单元。本实用新型最终输出几十瓦~几百瓦的功率为架空线路杆塔在线监测设备供电，并且可长期免维护运行，设置自检单元，可监测装置本身是否出现故障并及时反馈，利于工作人员及时对故障做出反应，提高了架空线路杆塔在线监测质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路监测设备供电技术领域，具体涉及一种串并联组合式电源变换装置。
背景技术
高压输电线路是电力系统的主要组成部分之一，其安全可靠性对整个电力系统的正常运行具有重要影响。为了保障输电线路的正常运行，目前在线路和杆塔上已经安装了许多在线监测设备，它们通过对线路状态进行实时在线监测，以提高输电线路及相关设备的安全性和可靠性。这些监测设备对电源的功率需求很小，几瓦~几十瓦；电压低，常用有5V、12V、24V；间断性功率需求，大部分时间处于小功率工作状态，短时间工作于大功率状态。
在线监测设备的电能供应是它们运行时的主要问题。目前，输电线路在线监测设备主要采用太阳能电池+ 蓄电池的方式供电。这种供电方式受气象、电磁环境和蓄电池性能影响较大，持续供电功率较小且稳定性差。这在实际应用中极大地限制了输电线路在线监测设备的应用效果，阻碍了其进一步发展与应用。
虽然输电线传送强大的电能，但要将其变换为380V（220V）的电压且参考电位为大地电位并不容易，要用电力变压器经几级变换才能实现。而输电线路杆塔附近很少有低压电源，于是，给杆塔上的低压设备（其参考电位为大地电位）供电就成为了一大难题。目前的主流做法是在杆塔上安装太阳能电池或安装风力发电机，或两者均装，再加蓄电池储能以便无风或无阳光时保持供电。目前太阳能电池板和蓄电池的使用寿命均达不到长期无故障运行的要求，大面积的推广使用，势必造成今后巨大的维护工作量，以及维护费用。
公开号为203261129U的实用新型公开了一种高压架空输电线路绝缘地线取电装置，包括电流互感器模块、整流器模块、稳压模块、储能模块、保护电路和壳体，所述电流互感器模块、整流器模块、稳压模块、储能模块和保护电路封装在壳体内，所述的保护电路连接有绝缘地线，所述保护电路、电流互感器模块、整流器模块和稳压模块依次相连接，所述储能模块并联在整流器模块和稳压模块之间，所述稳压模块输出电压为12V，本实用新型解决了塔上设备供电的难题，但是对于电压的幅值波动以及装置的保护未做好，不利于设备的安全运行。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种串并联组合式电源变换装置，最终输出几十瓦~几百瓦的功率为架空线路杆塔在线监测设备供电。
一种串并联组合式电源变换装置，包括取电模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块、控制模块、过电压保护模块和后续电路，所述取电模块由热爆式脱离器、高压电容器和电压互感器依次连接组成，所述过电压保护模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块和控制模块依次连接形成反馈回路，所述后续电路连接在所述DC/DC变换模块一条输出端上，所述后续电路包括储能单元和监测设备。
所述并联稳压模块包括场效应管并联电路、桥式整流电路、电容滤波电路。
所述控制模块采用四个电压比较芯片LM339并联实现。
所述DC/DC变换模块采用隔离反激式开关电源拓扑结构，输出端并联，输入端串联。
所述过电压保护模块采用MYL53-471型压敏电阻。
所述后续电路还包括故障信号回传单元，所述故障信号回传单元包括电流传感器、单片机和信号发射器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的并联稳压模块将利用高压线路电容器与10KV电压互感器串联输出的220V电压稳定在311V； DC/DC变换模块将并联稳压模块输出交流电压转换为12V直流电压；控制模块可以根据负载所需功率来控制继电器的开断，进而闭合或切断电阻，调整后续电路的功率，并将功率传递给后续电路；过电压保护模块可有效限制过电压幅值，防止电源变换装置损毁，其后续电路的储能单元可以对电能进行存储，在转换装置发生故障后监测设备可以依靠存储单元供电继续运行一段时间，减少了故障带来的不便，所述控制模块采用四个电压比较芯片LM339并联实现，将DC/DC变换模块转换来的电压和基准电压进行比较，后根据比较的结果来控制所述断路器的关断与闭合，保证后端用电设备得到足够的功率，所述过电压保护模块采用MYL53-471型压敏电阻，电压互感器二次侧设置的压敏电阻防止出现故障时的大电流。所述后续电路还包括故障信号回传单元，所述故障信号回传单元包括电流传感器、单片机和信号发射器，对装置是否故障进行监测，采集DC/DC变换模块输出端的电流信号，当没有信号时单片机通过信号发射器将故障信息传递给远程控制中心，利于电力工作人员快速发现故障，及时抢修，减少损失。
本实用新型最终输出几十瓦~几百瓦的功率为架空线路杆塔在线监测设备供电，并且可长期免维护运行，设置自检单元，可监测装置本身是否出现故障并及时反馈，利于工作人员及时对故障做出反应，提高了架空线路杆塔在线监测质量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型串并联组合式电源变换装置的系统结构图。
具体实施方式
具体实施例
图1所示为串并联组合式电源变换装置的系统结构图，包括取电模块1、并联稳压模块9、DC/DC变换模块3、控制模块8、过电压保护模块2和后续电路6，所述取电模块1由热爆式脱离器、高压电容器和电压互感器依次连接组成，所述过电压保护模块2、并联稳压模块9、DC/DC变换模块3和控制模块8依次连接形成反馈回路，所述后续电路6连接在所述DC/DC变换模块3一条输出端上，所述后续电路6包括储能单元5和监测设备7，并联稳压模块9将利用高压线路电容器与10KV电压互感器串联输出的220V电压稳定在311V； DC/DC变换模块3将并联稳压模块9输出交流电压转换为12V直流电压；控制模块8可以根据负载所需功率来控制继电器的开断，进而闭合或切断电阻，调整后续电路6的功率，并将功率传递给后续电路6；过电压保护模块2可有效限制过电压幅值，防止电源变换装置损毁，其后续电路6的储能单元5可以对电能进行存储，在转换装置发生故障后监测设备7可以依靠存储单元5供电继续运行一段时间，减少了故障带来的不便。
并联稳压模块9包括场效应管并联电路、桥式整流电路、电容滤波电路。桥式整流电路将利用线路电容器与电压互感器（额定电压比为10000V:220V）串联输出的220V交流电压整流为直流电压311V，利用并联场效应管23N50的开关特性使直流电压小范围波动，维持电压稳定。电容滤波电路利用普通电容和电解电容并联进行高低频滤波和补偿；DC/DC变换模块3采用隔离反激式开关电源拓扑结构，输出端并联，输入端串联，输出端做均流设计，将并联稳压模块9输出电压转化为DC12V，输出几十瓦~几百瓦的功率到适用电压对应的负载；控制模块8采用四个电压比较芯片LM339并联实现，可以根据负载所需功率来控制继电器的开断，进而闭合或切断电阻，调整后续电路6的功率；并联稳压模块9输入端采用MYL53-471型压敏电阻作为过电压保护器，吸收浪涌电流。所述后续电路6还包括故障信号回传单元4，所述故障信号回传单元4包括电流传感器、单片机和信号发射器，对装置是否故障进行监测，采集DC/DC变换模块3输出端的电流信号，当没有信号时单片机通过信号发射器将故障信息传递给远程控制中心，利于电力工作人员快速发现故障，及时抢修，减少损失。
Claims (5)
1.一种串并联组合式电源变换装置，包括取电模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块、控制模块、过电压保护模块和后续电路，其特征在于：所述取电模块由热爆式脱离器、高压电容器和电压互感器依次连接组成，所述过电压保护模块、并联稳压模块、DC/DC变换模块和控制模块依次连接形成反馈回路，所述后续电路连接在所述DC/DC变换模块一条输出端上，所述后续电路包括储能单元和监测设备。
2.如权利要求1所述的串并联组合式电源变换装置，其特征在于：所述并联稳压模块包括场效应管并联电路、桥式整流电路、电容滤波电路。
3.如权利要求1所述的串并联组合式电源变换装置，其特征在于：所述控制模块采用四个电压比较芯片LM339并联实现。
4.如权利要求1所述的串并联组合式电源变换装置，其特征在于：所述过电压保护模块采用MYL53-471型压敏电阻。
5.如权利要求1所述的串并联组合式电源变换装置，其特征在于：所述后续电路还包括故障信号回传单元，所述故障信号回传单元包括电流传感器、单片机和信号发射器。
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|---|---|---|---|---|
| CN104882958A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-02 | 国家电网公司 | 电力电缆取电装置及电缆肘形头 |
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| CN112701805A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-04-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种应用于配电网的高压取电单元及装置 |
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