CN204696771U

CN204696771U - 高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统

Info

Publication number: CN204696771U
Application number: CN201520414753.7U
Authority: CN
Inventors: 谢志远; 毕亭亭; 王力崇
Original assignee: Hebei Shenke Electronics Co Ltd; North China Electric Power University
Current assignee: Hebei Shenke Electronics Co Ltd; North China Electric Power University
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2025-06-16

Abstract

本实用新型实施例公开了一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统，包括：取能单元，测量单元及电能处理单元，其中：所述取能单元套接在高压输配电线路上，所述取能单元的输出端与所述电能处理单元连接，所述测量单元的信号输出端与所述电能处理单元连接；所述取能单元设置有第一取能磁芯和第二取能磁芯；所述电能处理单元设置有辅助直流电源。本实用新型取能单元满足小电流取能和大电流取能需求；所述测量单元实现对高压输配电线路电流的实时测量；及所述电能处理单元设置的辅助直流电源供电配合感应取能供电，提高了对高压输配电线路在线监测设备的供电可靠性。

Description

高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及高压输配电线路在线监测设备供电技术领域，更具体地说，涉及一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统。

背景技术

[0002] 近年来，智能化逐步成为电网发展的趋势。高压输配电线路作为智能电网的动脉，高压输配电线路的运行状态直接关系到电网运行的安全和效益。为了达到良好的高压输配电线路运行状态，通常针对高压输配电线路安装在线监测装置。

[0003] 所述在线监测装置需要供电装置对其持续供电，由于所述在线监测装置与高压母线连接，对供电装置的可靠性提出了很高的要求。现有的供电装置可通过蓄电池供电装置、太阳能供电装置等方式实现。

[0004] 然而，现有的供电装置由于储电部件不稳定性，在高压输配电线路上套装取能线圈，直接从高压输配电线路上获取能量的取能电源取得广泛应用。由于高压输配电线路上的电流波动范围较大，感应取能电源在输电线路电流较小时或发生故障短时间断电时，将出现所述在线监测装置供电中断的现象，从而现有技术中，在线监测设备的供电装置存在供电性能不可靠的技术问题。

实用新型内容

[0005] 有鉴于此，本实用新型提供一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统，以提高在线监测设备的供电可靠性。

[0006] 一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置，包括:取能单元，测量单元及电能处理单元，其中:

[0007] 所述取能单元套接在高压输配电线路上，所述取能单元的输出端与所述电能处理单元连接，所述测量单元的信号输出端与所述电能处理单元连接；

[0008] 所述取能单元设置有第一取能磁芯和第二取能磁芯；

[0009] 所述电能处理单元设置有辅助直流电源。

[0010] 优选地，所述电能处理单元还包括:切换模块、电路保护模块、整流滤波模块、直流稳压处理器和电能监测控制模块，其中:

[0011] 所述切换模块的输入端与所述取能单元的输出端连接；

[0012] 所述切换模块、所述电路保护模块、所述整流滤波模块和所述直流稳压处理器依次连接；

[0013] 所述电能监测控制模块分别与所述测量单元、所述切换模块、所述直流稳压处理器和所述辅助直流电源连接；

[0014] 所述直流稳压处理器和所述辅助直流电源连接，并分别与高压输配电线路在线监测设备电能输入端连接。

[0015] 优选地，所述测量单元为罗氏线圈。

[0016] 优选地，所述第一取能磁芯为铁基纳米晶合金材质，所述第一取能磁芯的二次绕组设置有第一绕组和第二绕组；所述第二取能磁芯为硅钢片材质，所述第二取能磁芯设置有第三绕组。

[0017] 优选地，所述辅助直流电源为锂电池。

[0018] 优选地，所述电路保护模块采用瞬变电压抑制二极管TVS。

[0019] 本实用新型还披露了:

[0020] 一种高压输配电线路在线监测设备的供电系统，包括上述高压输配电线路在线监测设备的供电装置。

[0021] 从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，包括取能单元，测量单元及电能处理单元。所述取能单元包括两种不同材质的取能磁芯，满足小电流取能和大电流取能需求；所述测量单元实现对高压输配电线路电流的实时测量；所述电能处理单元设置辅助直流电源供电，配合感应取能供电，当高压输配电线路电流较小或无电流时都可为高压输配电线路在线监测设备供电。达到了提高在线监测设备的供电可靠性和安全性的技术效果。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为本实用新型实施例公开的高压输配电线路在线监测设备的供电装置结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0025] 本实用新型提供一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置和系统，以提高对高压输配电线路在线监测设备的供电可靠性。

[0026] 图1示出了一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置包括:取能单元1，测量单元2及电能处理单元3，其中:

[0027] 所述取能单元I套接在高压输配电线路上，所述取能单元I的输出端与所述电能处理单元3连接，所述测量单元2的信号输出端与所述电能处理单元3连接；

[0028] 所述取能单元I设置有第一取能磁芯11和第二取能磁芯12 ；

[0029] 优选地，所述第一取能磁芯11为铁基纳米晶合金材质，针对小电流设置，所述第一取能磁芯11的二次绕组设置有第一绕组和第二绕组，二次绕组有两个抽头，第一绕组设有匝数N1、第二绕组设有N2且NI < N2 ;

[0030] 所述第二取能磁芯12为硅钢片材质，所述硅钢片饱和磁感应强度较高，针对大电流设置，所述第二取能磁芯12设置有第三绕组，即二次绕组匝数为N3。

[0031] 所述取能单元I在高压输配电线路上的交变电流发生变化时，会在磁芯的二次绕组上感应出交变电压。第一取能磁芯11和第二取能磁芯12的外形尺寸、形状及二次绕组匝数可以根据实际需求及高压输配电线路的现场情况进行设定，并不局限。

[0032] 所述测量单元2采用精度较高的罗氏线圈，可实现实时测量高压输配电线路上的电流，作为控制信号输入至电能监测控制模块35。电能监测控制模块35控制切换模块31选择第一取能磁芯11或第二取能磁芯12:

[0033] 当测量电流小于1A时，通过第一取能磁芯从高压输配电线路上取能，选择匝数NI ;当测量电流为10 — 100A时，通过第一取能磁芯从高压输配电线路上取能，选择匝数N2 ;当测量电流为100— 1000A时，通过第二取能磁芯从高压输配电线路上取能，匝数为N3。

[0034] 所述电能处理单元3设置有辅助直流电源4。

[0035] 所述辅助直流电源4与所述取能单元I感应取能方式实现交直流复合供电方式:当感应取能供电足够时，采用感应取能供电；当感应取能供电有余量时，感应取能一部分用于为高压输配电线路在线监测设备供电，一部分用于为辅助直流电源4充电；当感应取能不足时，辅助直流电源供电。优选地，所述辅助直流电源为锂电池。

[0036] 优选地，所述电能处理单元3还包括:切换模块31、电路保护模块32、整流滤波模块33、直流稳压处理器34和电能监测控制模块35，其中:

[0037] 所述切换模块31的输入端与所述取能单元2的输出端连接；

[0038] 电能监测控制模块35控制切换模块31选择第一取能磁芯11或第二取能磁芯12:

[0039] 所述切换模块31、所述电路保护模块32、所述整流滤波模块33和所述直流稳压处理器34依次连接；

[0040] 所述电能监测控制模35块分别与所述测量单元1、所述切换模块31、所述直流稳压处理器34和所述辅助直流电源4连接；

[0041] 所述直流稳压处理器34和所述辅助直流电源4连接，并分别与高压输配电线路在线监测设备5电能输入端连接。

[0042] 所述电路保护模块32对供电电路进行雷击、短时间冲击等突发状况时的瞬态保护。作为优选，所述电路保护模块32采用瞬变电压抑制二极管(TVS)。有效限制电压，起到稳压的效果。

[0043] 所述整流滤波模块33输出平滑的直流电压，取能单元I产生交变的感应电动势，经过所述整流滤波模块33，首先将交变电压转化成脉动直流电压，再转化成较为平滑的直流电压。所述整流滤波模块33的整流部分可采用全桥整流电路，输出电压平均值较大，脉动系数小。所述整流滤波模块33的滤波部分可采用LC 复式滤波电路，直流损耗小，对交流阻抗大，滤波效果较好。

[0044] 所述直流稳压处理器34对宽范围变化的直流电压进行处理，输出特定值电压。由于线路电流波动较大，取能输出的电压范围较宽，在线监测设备需要的是稳定电压，因此必须经过稳压电路的处理，把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压。稳压处理包括两级稳压，一级稳压采用开关电源稳压电路，输入电压范围宽，效率高；二级稳压采用线性稳压，文波小，输出电压稳定。经过一级稳压处理，将较宽范围变化的电压转化成+5V电压输出，再经过二级稳压，将+5V电压转化成所需要的电压等级，供给高压输配电线路在线监测设备使用。

[0045] 电能监测控制模块35接收测量单元2输出的控制信号，对电流值进行判断。当测量电流小于1A时，通过第一取能磁芯从高压输配电线路上取能，选择匝数NI ;当测量电流为10 — 100A时，通过第一取能磁芯从高压输配电线路上取能，选择匝数N2 ;当测量电流为100— 1000A时，通过第二取能磁芯从高压输配电线路上取能，匝数为N3。

[0046] 本实用新型还披露了一种高压输配电线路在线监测设备的供电系统，包括上述高压输配电线路在线监测设备的供电装置，关于该供电装置的结构和实现原理，参见图1图示及其对应说明，不再赘述。

[0047] 综上所述:

[0048] 本实用新型实施例的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，包括取能单元，测量单元及电能处理单元。所述取能单元包括两种不同材质的取能磁芯，满足小电流取能和大电流取能需求；所述测量单元实现对高压输配电线路电流的实时测量；所述电能处理单元设置辅助直流电源供电，配合感应取能供电，当高压输配电线路电流较小或无电流时都可为高压输配电线路在线监测设备供电。达到了提高对在线监测设备的供电可靠性和安全性的技术效果。

[0049] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种高压输配电线路在线监测设备的供电装置，其特征在于，包括:取能单元，测量单元及电能处理单元，其中: 所述取能单元套接在高压输配电线路上，所述取能单元的输出端与所述电能处理单元连接，所述测量单元的信号输出端与所述电能处理单元连接；所述取能单元设置有第一取能磁芯和第二取能磁芯；所述电能处理单元设置有辅助直流电源。

2.如权利要求1所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，其特征在于，所述电能处理单元还包括:切换模块、电路保护模块、整流滤波模块、直流稳压处理器和电能监测控制模块，其中: 所述切换模块的输入端与所述取能单元的输出端连接；所述切换模块、所述电路保护模块、所述整流滤波模块和所述直流稳压处理器依次连接; 所述电能监测控制模块分别与所述测量单元、所述切换模块、所述直流稳压处理器和所述辅助直流电源连接；所述直流稳压处理器和所述辅助直流电源连接，并分别与高压输配电线路在线监测设备电能输入端连接。

3.如权利要求1所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，其特征在于，所述测量单元为罗氏线圈。

4.如权利要求1所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，其特征在于，所述第一取能磁芯为铁基纳米晶合金材质，所述第一取能磁芯的二次绕组设置有第一绕组和第二绕组；所述第二取能磁芯为硅钢片材质，所述第二取能磁芯设置有第三绕组。

5.如权利要求1所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，所述辅助直流电源为锂电池。

6.如权利要求1所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置，其特征在于，所述电路保护模块采用瞬变电压抑制二极管TVS。

7.一种高压输配电线路在线监测设备的供电系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的高压输配电线路在线监测设备的供电装置。