CN216489924U - 一种地线电流互感器取能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种地线电流互感器取能装置，包括用于整流滤波和储能的电能处理单元，其特征在于，还包括一级取能单元、二级汇能单元和调谐单元，一级取能单元包括取能电流互感器，取能互感器的副边绕组串联有取能谐振电容；二级汇能单元包括汇能电流互感器，取能电流互感器的副边绕组与汇能电流互感器的原边绕组相连接，汇能电流互感器的副边绕组与电能处理单元相连，并串接有汇能谐振电容；调谐单元包括调谐电流互感器，调谐电流互感器和取能电流互感器的原边绕组均为高压输电线路的地线，调谐电流互感器的副边绕组串联有调谐电容。本实用新型具有结构简单，能够在地线电流微弱时依然正常工作，取能稳定、成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备技术领域，特别的涉及一种地线电流互感器取能装置。
背景技术
在智能电网终端监控设备使用中(配电自动化系统是最典型的案例)，如何给高压现场监控设备供电往往成为非常关键的问题。例如对高压架空线路、馈线开关、电力电缆和配电单元等进行监测时，附近一般都没有合适的低压电源可供监控设备使用，此外在某些条件下，由于电力线路高低压必须隔离，低压侧即使有现成的电源也不能使用。
目前，主要采用电压互感器(PT)从高压线路上取电，然而，PT供电法存在体积大、容量有限和成本高等问题。针对上述不足，逐渐发展出CT(电流互感器)取电供能，现有的电流互感器在地线电流微弱时，无法保证取能装置的稳定输出。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，能够在地线电流微弱时依然正常工作，取能稳定、成本低的地线电流互感器取能装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种地线电流互感器取能装置，包括用于整流滤波和储能的电能处理单元，其特征在于，还包括一级取能单元、二级汇能单元和调谐单元，所述一级取能单元包括取能电流互感器，所述取能互感器的副边绕组串联有取能谐振电容；所述二级汇能单元包括汇能电流互感器，所述取能电流互感器的副边绕组与所述汇能电流互感器的原边绕组相连接，所述汇能电流互感器的副边绕组与所述电能处理单元相连，并串接有汇能谐振电容；所述调谐单元包括调谐电流互感器，所述调谐电流互感器和取能电流互感器的原边绕组均为高压输电线路的地线，所述调谐电流互感器的副边绕组串联有调谐电容。
采用上述结构，通过一级取能单元的取能电流互感器铁芯从高压输电线路的地线持续感应地线上的电流，利用取能电流互感器将感应取得的电能传输到二级汇能单元的汇能电流互感器的原边绕组，再由汇能电流互感器的副边绕组感应出电流，最后将电能经电能处理单元处理和存储，以实现为在线监测终端设备持续供电的需求。采用两级式的取能互感器结构、并利用各级谐振补偿单元以及两个独立调谐单元对地线无功进行补偿，连续的从地线上将电能感应输出，周期性的给电容充电，再通过电容持续放电以保障在线监测终端的电能持续供给。从而能够在地线电流微弱时依然正常工作，取能稳定。
进一步的，所述一级取能单元包括多个并联设置的所述取能电流互感器，所述二级汇能单元包括一个所述汇能电流互感器，所述取能电流互感器的副边绕组均与所述汇能电流互感器的原边绕组相连接。
这样，即使个别取能电流互感器发生故障，感应取能装置依然能输出电能供给负载。
进一步的，所述电能处理单元包括整流电路、滤波电容和升降压电路，所述升降压电路的输出端连接有储能电容。
进一步的，所述汇能电流互感器的原边绕组的匝数与副边绕组的匝数相同。
进一步的，所述汇能谐振电容包括多个串联的无极性电容。
基于上述技术方案，本实用新型的地线感应取能装置较现有技术存在如下技术优点：
1.本实用新型的感应取能装置采用两级式的一级取能单元和二级汇能单元、并通过设置调谐单元和多级谐振补偿单元(取能谐振电容、汇能谐振电容和调谐电容)使得在地线电流微弱时依然能保证取能装置稳定输出一定电能。
2.本实用新型的感应取能装置的一级取能单元的个别互感器发生故障时，感应取能装置依然能输出电能供给负载。
3.本实用新型通过无功补偿充分利用了一级取能单元中无功消耗部分，降低了线路损耗，提升了电能的利用率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1所示，一种高压输电线路地线感应取能装置，在结构上主要包括地线1、一级取能单元2、二级汇能单元3、调谐单元4、电能处理单元5。
本实施例中，一级取能单元2由5个相同的取能电流互感器组成，各个取能电流互感器的磁芯参数相同、绕组匝数相同，且每个取能电流互感器的副边绕组上均串联有取能谐振电容，每个取能谐振电容的参数均相同；通过取能电流互感器的副边绕组上串联的取能谐振电容可以补偿一级取能单元2中的取能电流传感器的自感及互感，减少无功损耗。
二级汇能单元3由单个汇能电流互感器构成，汇能电流互感器的原边绕组的匝数和副边绕组的匝数相同，且原边绕组与一级取能单元2的取能电流互感器的副边绕组相连接，汇能电流互感器的副边绕组与汇能谐振电容串接后与电能处理单元相5连接。二级汇能单元的汇能电流互感器的原边绕组与取能电流互感器的副边绕组串接，取能电流互感器的副边绕组串联有取能谐振电容进行无功补偿，汇能电流互感器的副边绕组也串联有汇能谐振电容补偿二级汇能单元中的无功损耗。
本实施例中，所述调谐单元4包含2个独立的调谐电流互感器，调谐电流互感器的副边绕组与调谐电容相串接，通过映射到调谐电流互感器的原边与地线的自感发生谐振实现无功补偿，降低地线在取能过程中的无功损耗，进而提升地线感应取能装置的取能效率。所述调谐电流互感器和取能电流互感器的原边绕组均为高压输电线路的地线1，
电能处理单元5由整流滤波电路、升降压电路以及储能充放电电路构成，将汇能电流互感器的交流电经处理后保存在储能电容中，为在线监测终端实时供电。
本实施例的高压输电线路地线感应取能装置工作原理如下：
将电网中地线电流看作实时的恒流源，首先采用两个调谐单元4对地线电流的无功部分进行补偿，利用多个取能电流互感器的铁芯感应取能，各个取能电流互感器均采用相同的绕组匝比，则每个取能电流互感器的副边感应电流大小及方向都应相同，实现从地线上感应出多个相同且独立的电流，再利用取能谐振电容对无功部分进行补偿后流入二级汇能单元的汇能电流互感器的原边绕组，同时通过汇能谐振电容对汇能电流互感器的副边绕组也进行无功补偿，保障最终汇集后电能输出的最大化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种地线电流互感器取能装置，包括用于整流滤波和储能的电能处理单元(5)，其特征在于，还包括一级取能单元(2)、二级汇能单元(3)和调谐单元(4)，所述一级取能单元(2)包括取能电流互感器，所述取能电流互感器的副边绕组串联有取能谐振电容；所述二级汇能单元(3)包括汇能电流互感器，所述取能电流互感器的副边绕组与所述汇能电流互感器的原边绕组相连接，所述汇能电流互感器的副边绕组与所述电能处理单元(5)相连，并串接有汇能谐振电容；所述调谐单元(4)包括调谐电流互感器，所述调谐电流互感器和取能电流互感器的原边绕组均为高压输电线路的地线(1)，所述调谐电流互感器的副边绕组串联有调谐电容。
2.如权利要求1所述的地线电流互感器取能装置，其特征在于，所述一级取能单元(2)包括多个并联设置的所述取能电流互感器，所述二级汇能单元(3)包括一个所述汇能电流互感器，所述取能电流互感器的副边绕组均与所述汇能电流互感器的原边绕组相连接。
3.如权利要求1所述的地线电流互感器取能装置，其特征在于，所述电能处理单元(5)包括整流电路、滤波电容和升降压电路，所述升降压电路的输出端连接有储能电容。
4.如权利要求1所述的地线电流互感器取能装置，其特征在于，所述汇能电流互感器的原边绕组的匝数与副边绕组的匝数相同。
5.如权利要求1所述的地线电流互感器取能装置，其特征在于，所述汇能谐振电容包括多个串联的无极性电容。
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