CN211606123U - 一种智能高压输电线路取电供电装置 - Google Patents
一种智能高压输电线路取电供电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211606123U CN211606123U CN202020312365.9U CN202020312365U CN211606123U CN 211606123 U CN211606123 U CN 211606123U CN 202020312365 U CN202020312365 U CN 202020312365U CN 211606123 U CN211606123 U CN 211606123U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- unit
- relay
- transmission line
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 26
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种智能高压输电线路取电供电装置，包括高压取电线圈、第一保护电路、整流单元、第二保护电路、电压变换单元、泄能单元、储能单元、第一电压检测单元、微控单元MCU、过压保护单元、第二电压检测单元；本实用新型结构简单、智能化程度高，设置两级防护电路，有效防止了故障情况下冲击电流对装置以及所接负载的影响；设置过压保护单元，避免过压情况下，对后续负载设备的影响；设置储能单元，可以在高压取电装置故障时，及时切换供电电源，保证负载正常运行；采用超宽直流电压转换器，能够在较大的输电线电流变化范围内，保证装置的稳定工作，避免取电线圈出现严重发热现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压取电技术领域，尤其涉及一种智能高压输电线路取电供电装置。
背景技术
近年来随着电网结构的发展和完善，输电线路的建设迅猛发展；由于输电线路所处地理位置和环境条件的特殊性：杆塔点多、面广、线长、线路走廊环境复杂、终年暴露在野外等，除了要遭受恶劣自然天气的侵袭外，人为因素的外力破坏所引起的线路跳闸、线路被迫停电事故的概率也呈上升趋势；国内外科研机构、企业已经进行了输电线路智能巡视系统的大量研究。
输电线路智能巡视系统需要对输电线路进行24小时不间断监测，因此系统的供电电源成为系统可靠运行的关键；通常情况下采用的是光伏取电，但这种方式易受到环境影响，特别在冬天光照不足的情况下，会大大影响供电效果，因此从输电线路本身进行高压取电是解决输电线路巡视系统供电问题的主要思路；但现有的高压取电装置存在如下问题：在短路等原因造成的过流及冲击电流下不能对电路进行有效保护，在高压取电装置故障时不能及时切换供电电源以保证系统的正常运行，供电电压不稳定。
实用新型内容
为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种智能高压输电线路取电供电装置，智能化程度高，保护措施全面，输出电压稳定。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种智能高压输电线路取电供电装置，包括高压取电线圈、第一保护电路、整流单元、第二保护电路、电压变换单元、泄能单元、储能单元、第一电压检测单元、微控单元MCU、过压保护单元、第二电压检测单元；所述高压取电线圈、第一保护电路、整流单元、第二保护电路、电压变换单元依次电性连接；所述泄能单元通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换单元的输出端相连；所述电压变换单元输出端依次通过继电器KT6的常闭开关S6、继电器KT4的常开开关S4与储能单元相连；常闭开关S6和常开开关S4间的节点通过第二电压检测单元、继电器KT3的常闭开关S3与负载相连，第二电压检测单元的输出端与微控单元MCU相连；所述储能单元通过继电器KT5的常开开关与负载相连；所述储能单元输出端通过第一电压检测单元与微控单元MCU相连；所述过压保护单元分别与微控单元MCU输出端和电压变换单元的输出端相连；
所述继电器KT2、KT3、KT4、KT5的控制端均与微控单元MCU相连。
进一步的，所述第一保护电路包括自复位保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS1、电阻R1、电容C1；所述高压取电线圈一端依次通过自复位保险丝PTC、电阻R1与瞬态抑制二极管TVS1一端相连，瞬态抑制二极管TVS1的另一端与高压取电线圈的另一端相连，电容C1与瞬态抑制二极管TVS1并联。
进一步的，所述整流单元包括由四个二极管组成的整流桥B1、电容C2，整流桥B1的第1端与电容C1的正极相连，整流桥B1的第3端与电容C1的负极相连，电容C2的负极与整流桥B1的第2端相连，电容C2的正极与整流桥B1的第4端相连。
进一步的，所述第二保护电路包括二极管D1、电阻R2、三极管Q1、继电器KT1、瞬态抑制二极管TVS2；所述二极管D1的负极与整流桥B1的第4端相连，二极管D1的正极通过电阻R2与整流桥B1的第2端相连，二极管D1和电阻R2间的节点与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极接继电器KT1，三极管Q1的发射极接地GND，二极管D1的负极通过继电器KT1的常闭开关S1与瞬态抑制二极管TVS2的一端相连，瞬态抑制二极管TVS2的另一端接地GND。
进一步的，所述电压变换单元包括电压变换芯片U1及其外围电路，U1的输入端IN与常闭开关S1和瞬态抑制二极管TVS2间的节点相连，U1的接地端接地GND。
进一步的，所述泄能单元包括能耗电阻R3，能耗电阻R3一端通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换芯片U1的输出端OUT相连，另一端接地GND。
进一步的，所述过压保护单元包括电压比较器U2、反相器U3、二极管D2、三极管Q2、继电器KT6、电阻R4；所述电压比较器U2的反向输入端1N-与电压变换芯片U1的输出端相连，电压比较器U2的正向输入端1N+与微控单元MCU相连，电压比较器U2的输出端OUT与反相器U3的输入端1A相连，反相器U3的输出端通过电阻R4与三极管Q2的基极相连，三极管Q2发射极接地GND，三极管Q2的集电极通过继电器KT6接电源VCC，二极管D2与继电器KT6并联。
进一步的，所述电压变换芯片U1选用宽电压输入高压降压电源模块PI-05V-M4，电压比较器U2选用四路差动比较器LM339，反相器U3选用逻辑芯片74HC04。
进一步的，所述储能单元为蓄电池或超级电容器。
进一步的，所述第一电压检测单元、第二电压检测单元为霍尔式电压传感器及其外围电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种智能高压输电线路取电供电装置，在整流单元前后均设置保护电路，有效防止故障情况下冲击电流对装置及所接负载的影响；设置过压保护单元，避免过压情况下，对后续负载设备的影响；设置储能单元，可以在高压取电装置故障时，及时切换供电电源，保证负载正常运行；采用超宽直流电压转换器，能够在较大的输电线电流变化范围内，保证装置的稳定工作，避免取电线圈出现严重发热现象。
附图说明
图1为本实用新型取电供电装置结构示意图。
图中：1、高压取电线圈；2、第一保护电路；3、整流单元；4、第二保护电路；5、电压变换单元；6、泄能单元；7、储能单元；8、第一电压检测单元；9、微控单元MCU；10、过压保护单元；11、第二电压检测单元。
具体实施方式
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做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。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种智能高压输电线路取电供电装置，包括高压取电线圈1、第一保护电路2、整流单元3、第二保护电路4、电压变换单元5、泄能单元6、储能单元7、第一电压检测单元8、微控单元MCU9、过压保护单元10、第二电压检测单元11；高压取电线圈1、第一保护电路2、整流单元3、第二保护电路4、电压变换单元5依次电性连接；泄能单元6通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换单元5的输出端相连；电压变换单元5输出端依次通过继电器KT6的常闭开关S6、继电器KT4的常开开关S4与储能单元7相连；常闭开关S6和常开开关S4间的节点通过第二电压检测单元11、继电器KT3的常闭开关S3与负载相连，第二电压检测单元11的输出端与微控单元MCU9相连；储能单元7通过继电器KT5的常开开关与负载相连；储能单元7输出端通过第一电压检测单元8与微控单元MCU9相连；过压保护单元10分别与微控单元MCU9输出端和电压变换单元5的输出端相连；继电器KT2、KT3、KT4、KT5的控制端均与微控单元MCU9相连。
储能单元7为蓄电池或超级电容器，用于在装置故障时，为负载供电；第一电压检测单元8、第二电压检测单元11为霍尔式电压传感器及其外围电路，第一电压检测单元8用于检测储能单元7是否需要充电，第二电压检测单元11用于检测电压变换单元5是否向负载输出电压，从而确定是否需要切换至储能单元7进行供电。
第一保护电路2包括自复位保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS1、电阻R1、电容C1；高压取电线圈1一端依次通过自复位保险丝PTC、电阻R1与瞬态抑制二极管TVS1一端相连，瞬态抑制二极管TVS1的另一端与高压取电线圈1的另一端相连，电容C1与瞬态抑制二极管TVS1并联；当电路发生短路或过载时，自复位保险丝PTC成高阻态以防止外部大电流流入后续电路；电阻R1和电容C1构成RC滤波电路，用于抑制高频信号进入；瞬态抑制二极管TVS1用于抑制因静电放电、雷电等引起的浪涌电流对电路的冲击。
整流单元3包括由四个二极管组成的整流桥B1、电容C2，整流桥B1的第1端与电容C1的正极相连，整流桥B1的第3端与电容C1的负极相连，电容C2的负极与整流桥B1的第2端相连，电容C2的正极与整流桥B1的第4端相连，通过整流单元3将交流电转换为直流电。
第二保护电路4与整流单元3输出端相连，实现对电路的进一步保护，保证稳定的电压输出；第二保护电路4包括二极管D1、电阻R2、三极管Q1、继电器KT1、瞬态抑制二极管TVS2；二极管D1的负极与整流桥B1的第4端相连，二极管D1的正极通过电阻R2与整流桥B1的第2端相连，二极管D1和电阻R2间的节点与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极接继电器KT1，三极管Q1的发射极接地GND，二极管D1的负极通过继电器KT1的常闭开关S1与瞬态抑制二极管TVS2的一端相连，瞬态抑制二极管TVS2的另一端接地GND。
当输入电压高于二极管D1的击穿电压时，二极管D1击穿，有电流流过电阻R2，三极管Q1导通，继电器KT1通电，继电器KT1的常闭开关S1断开，切断电信号输入；瞬态抑制二极管TVS2用于抑制因静电放电、雷电等引起的浪涌电流对电路的冲击。
电压变换单元5用于进行直流电压变换，以适应负载电压要求；电压变换单元5包括电压变换芯片U1及其外围电路，U1的输入端IN与常闭开关S1和瞬态抑制二极管TVS2间的节点相连，U1的接地端接地GND；电压变换芯片U1选用宽电压输入高压降压电源模块PI-05V-M4，能够确保在较大的输电线路电流变化范围内，装置稳定的电压输出，避免电流互感器发生严重发热现象，使用时，需要将电源模块PI-05V-M4的C端通过电容接地。
泄能单元6用于进行多余电能的泄放，包括能耗电阻R3，能耗电阻R3一端通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换芯片U1的输出端相连，另一端接地GND。
过压保护单元10包括电压比较器U2、反相器U3、二极管D2、三极管Q2、继电器KT6、电阻R4；电压比较器U2的反向输入端1N-与电压变换芯片U1的输出端相连，电压比较器U2的正向输入端1N+与微控单元MCU9相连，电压比较器U2的输出端OUT与反相器U3的输入端1A相连，反相器U3的输出端通过电阻R4与三极管Q2的基极相连，三极管Q2发射极接地GND，三极管Q2的集电极通过继电器KT6接电源VCC，二极管D2与继电器KT6并联；电压比较器U2选用四路差动比较器LM339，反相器U3选用逻辑芯片74HC04；通过微控单元MCU9设置过压保护阈值并输入电压比较器U2的正向输入端1N+，被监测电压值输入电压比较器U2的反向输入端1N-，若被监测电压值高于过压保护阈值，电压比较器U2输出低电平信号，通过反相器U3反相输出高电平信号，从而三极管Q2导通，继电器KT6通电，其常闭开关S6打开，切断装置向后续负载供电。
实施本实用新型所述装置时，高压取电线圈1输出交流电，经过第一保护电路2输出至整流单元3整流后，输入第二保护电路4，第二保护电路4输出直流电至电压变换单元5进行电压转换，供电给负载。
当微控单元MCU9判定第一电压检测单元8输出值低于储能单元7低压门限时，表明储能单元7需进行充电，微控单元MCU9控制常开开关S4闭合，为储能单元7充电；当微控单元MCU9判定第一电压检测单元8的输出值高于储能单元7高压门限时，表明储能单元7充电完毕，微控单元MCU9控制常开开关S4打开。
当微控单元MCU9判定第二电压检测单元9输出值为0时，表明取电供电装置出现故障，无法给负载供电，微控单元MCU9控制常闭开关S3断开，常开开关S5闭合，通过储能单元7为负载继续供电；同时微控单元MCU9控制常开开关S2闭合，将多余的电能通过能耗电阻R3消耗掉。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：包括高压取电线圈（1）、第一保护电路（2）、整流单元（3）、第二保护电路（4）、电压变换单元（5）、泄能单元（6）、储能单元（7）、第一电压检测单元（8）、微控单元MCU（9）、过压保护单元（10）、第二电压检测单元（11）；所述高压取电线圈（1）、第一保护电路（2）、整流单元（3）、第二保护电路（4）、电压变换单元（5）依次电性连接；所述泄能单元（6）通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换单元（5）的输出端相连；所述电压变换单元（5）输出端依次通过继电器KT6的常闭开关S6、继电器KT4的常开开关S4与储能单元（7）相连；常闭开关S6和常开开关S4间的节点通过第二电压检测单元（11）、继电器KT3的常闭开关S3与负载相连，第二电压检测单元（11）的输出端与微控单元MCU（9）相连；所述储能单元（7）通过继电器KT5的常开开关与负载相连；所述储能单元（7）输出端通过第一电压检测单元（8）与微控单元MCU（9）相连；所述过压保护单元（10）分别与微控单元MCU（9）输出端和电压变换单元（5）的输出端相连；
所述继电器KT2、KT3、KT4、KT5的控制端均与微控单元MCU（9）相连。
2.根据权利要求1所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述第一保护电路（2）包括自复位保险丝PTC、瞬态抑制二极管TVS1、电阻R1、电容C1；所述高压取电线圈（1）一端依次通过自复位保险丝PTC、电阻R1与瞬态抑制二极管TVS1一端相连，瞬态抑制二极管TVS1的另一端与高压取电线圈（1）的另一端相连，电容C1与瞬态抑制二极管TVS1并联。
3.根据权利要求2所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述整流单元（3）包括由四个二极管组成的整流桥B1、电容C2，整流桥B1的第1端与电容C1的正极相连，整流桥B1的第3端与电容C1的负极相连，电容C2的负极与整流桥B1的第2端相连，电容C2的正极与整流桥B1的第4端相连。
4.根据权利要求3所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述第二保护电路（4）包括二极管D1、电阻R2、三极管Q1、继电器KT1、瞬态抑制二极管TVS2；所述二极管D1的负极与整流桥B1的第4端相连，二极管D1的正极通过电阻R2与整流桥B1的第2端相连，二极管D1和电阻R2间的节点与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极接继电器KT1，三极管Q1的发射极接地GND，二极管D1的负极通过继电器KT1的常闭开关S1与瞬态抑制二极管TVS2的一端相连，瞬态抑制二极管TVS2的另一端接地GND。
5.根据权利要求4所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述电压变换单元（5）包括电压变换芯片U1及其外围电路，U1的输入端IN与常闭开关S1和瞬态抑制二极管TVS2间的节点相连，U1的接地端接地GND。
6.根据权利要求5所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述泄能单元（6）包括能耗电阻R3，能耗电阻R3一端通过继电器KT2的常开开关S2与电压变换芯片U1的输出端OUT相连，另一端接地GND。
7.根据权利要求6所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述过压保护单元（10）包括电压比较器U2、反相器U3、二极管D2、三极管Q2、继电器KT6、电阻R4；所述电压比较器U2的反向输入端1N-与电压变换芯片U1的输出端相连，电压比较器U2的正向输入端1N+与微控单元MCU（9）相连，电压比较器U2的输出端OUT与反相器U3的输入端1A相连，反相器U3的输出端通过电阻R4与三极管Q2的基极相连，三极管Q2发射极接地GND，三极管Q2的集电极通过继电器KT6接电源VCC，二极管D2与继电器KT6并联。
8.根据权利要求7所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述电压变换芯片U1选用宽电压输入高压降压电源模块PI-05V-M4，电压比较器U2选用四路差动比较器LM339，反相器U3选用逻辑芯片74HC04。
9.根据权利要求1所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述储能单元（7）为蓄电池或超级电容器。
10.根据权利要求1所述的一种智能高压输电线路取电供电装置，其特征在于：所述第一电压检测单元（8）、第二电压检测单元（11）为霍尔式电压传感器及其外围电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020312365.9U CN211606123U (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种智能高压输电线路取电供电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020312365.9U CN211606123U (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种智能高压输电线路取电供电装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211606123U true CN211606123U (zh) | 2020-09-29 |
Family
ID=72580672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020312365.9U Expired - Fee Related CN211606123U (zh) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 一种智能高压输电线路取电供电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211606123U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112600182A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-04-02 | 西安交通大学 | 一种10kV电容限流取电装置及保护方法 |
-
2020
- 2020-03-13 CN CN202020312365.9U patent/CN211606123U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112600182A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-04-02 | 西安交通大学 | 一种10kV电容限流取电装置及保护方法 |
| CN112600182B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-04-22 | 西安交通大学 | 一种10kV电容限流取电装置及保护方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105914868B (zh) | 基于电流互感器的超级电容储能不间断电源及其供电方法 | |
| CN205622303U (zh) | 利用超级电容实现不间断供电的电流互感器取电电源电路 | |
| CN101944715A (zh) | 负载短路保护电路 | |
| CN102664454B (zh) | 一种基于铁锂电池的非浮充式变电站直流电源系统 | |
| CN102545155B (zh) | 一种太阳能电池有源防反接与保护电路 | |
| CN116094143B (zh) | 一种电力电压检测系统 | |
| CN109473968A (zh) | 用于光伏电站的具有组件级短路保护的接线盒及控制方法 | |
| CN102969705B (zh) | 一种故障限流装置 | |
| CN211606123U (zh) | 一种智能高压输电线路取电供电装置 | |
| CN102130630B (zh) | 太阳模组的并联保护电路 | |
| CN110707764B (zh) | 用于opgw监测的感应取电系统 | |
| CN208508505U (zh) | 一种可自动恢复的保护电路 | |
| CN201917605U (zh) | 高压带电无源指示器 | |
| CN104184128A (zh) | 电池放电保护方法和电路及灯具 | |
| CN114400643B (zh) | 一种稳固型柔性直流电网拓扑结构 | |
| CN203839920U (zh) | 具有远程剩余电流脱扣报警功能的塑壳式剩余电流保护器 | |
| CN203119587U (zh) | 降压斩波三段式充电机 | |
| CN215378425U (zh) | 智能直流电源系统 | |
| CN205960779U (zh) | P型监测式转换电源 | |
| CN202550664U (zh) | 一种基于铁锂电池的非浮充式变电站直流电源系统 | |
| CN207010215U (zh) | 一种高压直流断路器 | |
| CN211878059U (zh) | 一种残压检测电路 | |
| CN204758768U (zh) | 一种igbt过流故障检测电路 | |
| CN209217733U (zh) | 一种光伏组件智能关断系统 | |
| CN106300298A (zh) | 一种电压源型并网逆变器的直流侧故障保护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200929 |