[發明專利]鐵心磁通調控和強化導磁的寬范圍自適應CT取電方法

有效

• 申請號: 201310752198.4
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103701380A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 盧慶港
• 申請（專利權）人: 盧慶港
• 主分類號: H02P13/00
• 分類號: H02P13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，具體涉及一種實現高壓側寬范圍自適應在線取能的CT取電方法。

背景技術

隨著智能電網以及在線監測技術的發展應用，大量監測設備直接安裝在高壓側，無法從接地側直接對其供電，目前供能方式主要有分壓電容取電、激光供能和CT取電等各種方式，其中CT取電經過近年不斷的改進完善，已具有多種實現方案并逐步應用到實際工程中，由于電力線電流變化范圍大，不僅需要能夠在小電流下可靠的啟動，同時還需考慮大電流下的的長期工作的穩定性，檢索現有文獻資料相關信息如下。

1、《電子式電流互感器高壓側取能裝置的設計》（電網技術[J]，任曉東等，2008，18期）將取能線圈同時纏繞在兩個不同導磁率并行的鐵心上，以實現低電流啟動，但隨著電流的增大，取能線圈的輸出電壓也將隨之增大，需要考慮鐵心發熱問題以及后級電路能量泄放，導致后級電路設計復雜。

2、《電子式電流互感器高壓側電路及電源的研究》（燕山大學[D]，高迎霞，2006）提出了在同一個鐵心上設置補償線圈以抵消一次電流，降低鐵心的磁通量，進而降低在大電流情況下二次側的感應電壓，通過控制繼電器的接點實現補償線圈的投入與退出，不能連續調節，只有投入和退出兩種狀態；。

3、《應用于光電式電流互感器的懸浮式電源的設計》（繼電器[J]，李芙英等，1999年第1期）、《一種應用于高電壓側測量系統中電源》（高電壓技術[J]，李芙英等，2002年第3期）使用MOS管以及雙向可控硅控制分流支路的切入，當一次電流過大時，限制穩壓塊工作電壓的進一步升高，不能連續調節，只有投入和退出兩種狀態。

4、《基于功率控制法的高壓輸電線路CT取電裝置》（專利[P]，CN101697430A，劉亞東等）、《基于功率控制法的電流互感器取電電源設計》（電力系統自動化[J]，劉亞東等，2010年第3期）采用繼電器控制取電線圈副邊，使之間歇性的工作在副邊短路狀態和功率輸出狀態，以達到在原邊電流較大的動態范圍內，取電線圈輸出功率穩定，但由于需要頻繁切換，并且繼電器為機械動作元件，存在壽命問題，使其正常工作的使用時間受限。

5、《基于相角控制法的電流互感器取電電源設計》（電力系統自動化[J]，劉亞東等，2011年第19期）采用雙向可控硅作為取電線圈的功率控制器件，通過控制單個周波內可控硅的導通角實現功率穩定輸出，需配置獨立的測量線圈和取能線圈，控制過程復雜，并且半導體元件需考慮壽命以及可靠性。

6、《架空線路CT取能電源的裝置》（專利[P]，CN103094976A，劉剛等）采用兩塊C型基納米晶材料的鐵心，在鐵心連接處設間隙填充非導磁材料，非導磁材料厚度為氣隙的寬度，氣隙增加磁阻，減小線圈飽和時的劇烈振動，能使線圈在架空線路電流在700A內都不會出現飽和現象，在范圍(0A一700A)內感應出電能，并能可靠地輸出1w的功率，輸出5V直流電壓。

7、《高壓感應取能電源和從高壓線獲取電源以進行供電的方法》（專利[P]，CN101442222梁冬）提出在傳統的取能線圈的基礎加入補償線圈，兩線圈反接，利用兩者鐵心材料初始磁導率不同而產生不同的電動勢進行反向抵消，從而實現電流寬范圍補償，雖然取能功率穩定，但由于線圈反接，互為負載，導致二次回路阻抗較大，隨著電流增大，鐵芯中磁通由于不能得到二次回路電流磁通的抵消，工作在飽和狀態導致鐵心發熱明顯。

8、《一種電子式電流互感器及其高壓側在線取能裝置》（專利[P]，CN103107012A?王程遠）采用在鐵心上設置一組磁閥，通過磁閥改變磁路的磁導率自適應于一次電流的變化，實現對鐵心磁通變化的自動控制，避免了因鐵心飽和而難以穩定獲取穩定功率的問題，但由于磁閥需要在鐵心外圓周上開多個徑向延伸的窄槽實現，加工難度大。

發明內容

本發明基于法拉第電磁感應定律，通過對CT工作原理的深入分析，結合多個獨立鐵心CT以及多繞組CT的實際應用測試分析，本發明主要內容如下。

1、本發明由兩個不同導磁率的鐵心、一個取能線圈、一個調節線圈、可變阻抗Zc以及整流輸出控制電路組成，通過雙鐵心雙線圈的獨特共繞工藝，實現兩個獨立磁路中磁通的合成與控制，通過調控取能線圈中的磁通從而實現穩定的取能感應電壓輸出，使用強化導磁鐵心實現低電流啟動，根據取能線圈的感應電壓自動改變調節線圈的外部負載阻抗以實現取能線圈內部的磁通調控，自動適應寬范圍變化的一次電流。