[實用新型]電流互感器智能取電裝置

有效

• 申請號: 201420507895.3
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN204102697U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 陳洪波;付克勤;羅建;楊森
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網重慶市電力公司璧山供電分公司
• 主分類號: H01F38/32
• 分類號: H01F38/32;G01R15/18
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙) 50213
• 代理人: 張景根

技術領域

本實用新型涉及電流互感器技術，尤其涉及配網自動化終端的小電流取電裝置。

背景技術

在電力系統中，有許多在線監測設備都必須使用長期、穩定、可行的電源進行供電。目前配網自動化終端電源多是采用相鄰配電站低壓供電、電壓互感器PT取電、太陽能取電和傳統的電流互感器CT取電等方式。這幾種供電方式存在著如下的不足：相鄰配電站低壓供電缺點在于附近沒有配電站時無法采用，配電站計劃停電或出現故障會造成監測設備供電終止；電壓互感器PT取電的配網自動化終端電源體積大、制造成本高、安裝不方便，在環網柜或其它體積較小的空間內安裝難以實現，而戶外安裝的PT易受外力損壞，使運行安全性受到影響；太陽能取電方式是利用光伏發電，受環境和氣候影響較大，夜間無法供電，成本較高，容易損壞；傳統電流互感器CT供電的難點在于如何在較小的一次電流下得到足夠的功率，同時在一次電流很大時，防止供電電源的過電壓及過熱。因此，需要研發體積小、成本低、供電穩定、能夠適應寬范圍取電的電流互感器，從而滿足配網自動化終端設備電源的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種電流互感器智能取電裝置，它能夠實現母線電流從300mA至10A的時時采集，為配網自動化終端設備提供周期性電源，以滿足配網自動化終端設備電源的要求,具有體積小、成本低、壽命長、供電穩定、取電范圍廣等特點。

本實用新型的目的是通過以下的技術方案實現的：它包括電流采集單元、電流匯集單元及電能蓄存單元；

??其中，電流采集單元由多個相同結構的納米晶鐵芯構成，各個納米晶鐵芯上的原邊繞組及副邊繞組相同且繞組匝數均為一匝；

???電流匯集單元由一個電流互感器構成，電流互感器的原邊繞組數量與電流采集單元中的多個納米晶鐵芯副邊繞組數量相同，電流互感器的副邊繞組匝數為一匝；

??電能蓄存單元包括整流電路、升壓電阻及電容，整流電路的輸出端與升壓電阻連接，升壓電阻與電容連接；

?上述電流采集單元中的各個納米晶鐵芯的原邊繞組分別連接在母線上，各個納米晶鐵芯的副邊繞組分別與電流匯集單元中電流互感器的原邊繞組連接，電流互感器的副邊繞組與電能蓄存單元中整流電路的輸入端連接。

本實用新型通過電流采集單元中的各個納米晶鐵芯時時采集母線上的電流，傳輸到電流匯集單元中電流互感器的原邊繞組上，再由電流互感器副邊繞組在副邊感應出一個電流，得到的電能經過蓄存后可向配網自動化終端設備提供周期性電源，整個蓄能過程采取“以時間換能量”的思路，時時以涓流充電的方式，將電能蓄存在電容中，達到電容的額定容量，以滿足為配網自動化終端設備提供周期性電源的目的，由于單個電流互感器采集到的電能較小，無法滿足需要，因此以增加采集單元中鐵芯的數量來確保能夠從母線上取到足夠的電能。

將本實用新型克服了傳統互感器的供電“死區”，采用了“以時間換能量”的思路，利用多個采集鐵芯、一個匯集鐵芯的電流互感器結構，時時采集母線上的電能，以涓流充電的方式為蓄能設備充電，達到能夠為用電設備提供周期性工作的電源。

電網中母線電流可以在任一時刻看著是恒流源，若采用???????????????????????????????????????????????個納米晶鐵芯，各個納米晶鐵芯均采用了相同的匝比、相同的負載，則每個納米晶鐵芯的副邊電流也應具有大小相同、方向相同的特點，即從母線上取到了個相互獨立的電流。

電流匯集中的電流互感器也是采用的納米晶匯集鐵芯，電流互感器實質是采用個原邊繞組及一個副邊繞組，

一個原邊電流將產生一個主磁通，個原邊電流將產生個主磁通，由于個獨立電流具有相同的性質，則個主磁通相互疊加，在副邊感應出一個電流，實現對電流的匯集目的。對于匯聚鐵芯而言，根據磁勢平衡方程可知。

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要實現納米晶匯集鐵芯輸出電流最大，就必須使最小，因此取1，將電流互感器的副邊電流代入上式，整理得：

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上式中為電網母線電流，為單個電流互感器的副邊電流，為單個電流互感器的勵磁電流，匯集電流互感器的勵磁電流，為單個電流互感器的原邊繞組匝數，為單個電流互感器的副邊繞組匝數。

由此可知，本實用新型可以通過增減電流采集單元中納米晶鐵芯的個數調節副邊電流的大小，以滿足工程要求，從而成功實現從母線上提取到足夠大的電能。