[實用新型]用于高壓線路在線污穢監(jiān)測的電源系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204334103U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 程紅麗;張志成;張快快;張雷雷;劉道民;郭婷婷
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

技術領域

本實用新型屬于電源技術領域，具體涉及一種高壓線路在線污穢監(jiān)測裝置的電源。

背景技術

在高壓線路中，絕緣子污穢是高壓電網(wǎng)中一個嚴重的安全隱患，通過高壓線路在線污穢監(jiān)測裝置進行污穢監(jiān)測，已成為判斷污穢嚴重程度、防止安全事故的好辦法。由于該裝置應用在高壓線路上，工作環(huán)境惡劣，對電源系統(tǒng)的設計提出了嚴格的要求。

目前的在線污穢檢測系統(tǒng)的電源系統(tǒng)設計主要有下幾種方案：(1)利用電磁感應原理，采用帶磁芯的感應線圈直接從高壓線路中獲取能源，但在線路中電流較低及斷路器跳閘時，容易造成因缺少工作電源而導致裝置不能工作。(2)采用太陽能、風能發(fā)電，將獲取的電能存儲于鋰電池中，該方法避免了因高壓線路電流不穩(wěn)定造成的電能采集不穩(wěn)定缺陷，但由于太陽能、風能也因環(huán)境因素，需要配備大容量的鋰電池，同時因為鋰電池本身的特性，使得在惡劣的工作條件下，鋰電池壽命可能會縮短等問題，給裝置的維護、更換等帶來不便。(3)另外還有采用有線激光供電，無線微波供電等方式，這些方式雖然電能來源穩(wěn)定，但因設備過于復雜或成本太高等原因，無法適用于給高壓線路在線監(jiān)測設備供電。

為了實現(xiàn)高壓線路在線污穢監(jiān)測裝置電源系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠供電，當高壓線路正常供電時，采用電容分壓取電成為高壓線路取電的一種有效方式，這種方法可以避免因線路電流變化對取電設備造成的影響，且成本較低，但其輸出功率不易于控制，給該種供電設備設計增加了難度。當高壓線路出現(xiàn)異常時，采用太陽能輔助供電是實現(xiàn)在線電源設備可靠性的一種有效方法，這種方法需要在有太陽時將太陽能迅速高效的存儲在存儲設備中，以便在夜晚及突發(fā)情況下為檢測設備提供可靠的電源，因此高效可靠的太陽能轉換設備是該技術的關鍵。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于高壓線路在線污穢監(jiān)測的電源系統(tǒng)，不僅能夠在高壓線路正常工作時，控制電容分壓電路輸出功率，實現(xiàn)電容分壓電路的最大功率輸出，而且在高壓線路異常時，使用同一個控制電路，使太陽能電池板輸出工作在最大功率輸出點上，實現(xiàn)太陽能的迅速高效轉移，將能量存儲在超級電容中，以滿足不同狀況下監(jiān)測設備的用電需求，提高了在線監(jiān)測設備電源的可靠性。

本實用新型的技術方案是：一種用于高壓線路在線污穢監(jiān)測的電源系統(tǒng)，其特征是電源系統(tǒng)包括分壓電容C1、C2，整流橋，太陽能電池板，充電電路，超級電容器C4，穩(wěn)壓模塊，遲滯比較器和光電耦合器，其中充電電路為Buck-boost電路，由電感L，二極管D2，電容C3，采樣電阻R1、R2、R3、R4及控制芯片組成，充電電路可以控制電容C3端電壓，并將電容C3能量轉移至超級電容C4中；

分壓電容C1、C2串聯(lián)后，C1端接在高壓線一根火線上，C2接在零線上，電容C2兩端接整流橋，整流橋輸出端接電容C3；

太陽能電池板輸出端正極串聯(lián)二極管D1后接在電容C3正極，負極接電容C3負極；

采樣電阻R1、R2串聯(lián)后接在電容C3兩端，控制芯片通過采樣電阻R1、R2間的電壓值后，通過調節(jié)開關管的導通與關斷時間，將電容C3兩端的電壓控制在所需的電壓值，使電容C3中的能量以最大功率轉移到超級電容C4中；

采樣電阻R3、R4串聯(lián)后接在超級電容C4兩端，R5、R6串聯(lián)后接在穩(wěn)壓模塊輸出端；

超級電容C4后端接可調穩(wěn)壓模塊，以輸出用電設備所需的電壓值，穩(wěn)壓模塊輸出端接遲滯比較器，遲滯比較器由運算放大器及電阻R7、R8組成，遲滯比較器輸出端接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸出端接在控制芯片上；

遲滯比較器通過采樣電阻R3、R4間及R5、R6間電壓，輸出一個門限電壓，通過控制光電耦合器的導通與關斷，以控制充電電路的工作與停止狀態(tài)，使儲能電容電壓控制在一個合理的范圍內。

本實用新型優(yōu)點體現(xiàn)在：

(1)采用太陽能電池板與高壓線取能電容并聯(lián)充電方式，并用同一個充電電路實現(xiàn)超級電容充電，降低了電路復雜程度。只要其中一路正常供電，超級電容器就能持續(xù)充電，保證了儲能要求。

(2)充電電路實現(xiàn)了電容取電及太陽能供電的最大功率輸出，因此可根據(jù)檢測設備實際用電功耗需求，由輸出功率與分壓電容的關系，合理選取電容C1、C2的大小。同時，太陽能供電的最大功率輸出的跟蹤設計，減小了太陽能電池板的面積，降低了成本及便于安裝。

(3)儲能設備采用超級電容，與鋰電池等其他儲能設備相比，沒有充電次數(shù)限制，不易損壞，整個系統(tǒng)由純硬件電路組成，更適合工作于高壓線這種強磁、電場的惡劣的環(huán)境中，可靠性高。