[實(shí)用新型]一種基于磁場(chǎng)隔離的高壓阻隔供電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520505816.X
• 申請(qǐng)日: 2015-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204794381U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方海;夏田;容佳;劉宏亮;張俊勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市普林泰克科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J17/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J17/00;H02J5/00
• 代理公司: 深圳華奇信諾專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 44328
• 代理人: 宋建平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高低壓配電控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁場(chǎng)隔離的高壓阻隔供電裝置。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)容量的不斷增加，高壓設(shè)備在電網(wǎng)中應(yīng)用越來(lái)越多，比如高壓開(kāi)關(guān)柜，干式變壓器，箱式變電站等等。高壓設(shè)備的可靠性是電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要保障。設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控后臺(tái)能夠監(jiān)測(cè)采集必須的信息，通過(guò)遠(yuǎn)程通訊，及時(shí)把設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)反饋給設(shè)備管理員，設(shè)備管理員根據(jù)監(jiān)控后臺(tái)的反饋信息，可以及時(shí)安排檢修，避免惡性事故，減小電網(wǎng)停電風(fēng)險(xiǎn)。

監(jiān)控后臺(tái)可以監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行電壓，電流，功率，溫度等信息，一般來(lái)說(shuō)，傳感器采集相應(yīng)信息是很容易的事，但是在高壓環(huán)境下，由于絕緣安全的限制，傳感器供電的獲得是一個(gè)困難的事情。

如圖1所示，一種高壓設(shè)備的功能示意圖，高低壓倉(cāng)室是嚴(yán)格區(qū)分的，維護(hù)人員的操作倉(cāng)室也是單獨(dú)隔開(kāi)。低壓室的電不能直接供給高壓室的部件使用，如果高壓室的控制電直接從低壓室取，在單一故障條件下，有可能會(huì)使低壓室絕緣失效，造成設(shè)備損壞甚至是人身傷害。因此，高壓室的供電必須由獨(dú)立的電源來(lái)完成。

對(duì)于高壓室的供電電源，現(xiàn)有解決方案主要包括有電池供電和電流互感(CT)供電。

一、電池供電方案

高壓設(shè)備由于其很強(qiáng)的絕緣安全考慮，會(huì)嚴(yán)格區(qū)分高壓室和低壓室，操作員操作的倉(cāng)室也會(huì)單獨(dú)劃分，它是一個(gè)電氣安全的倉(cāng)室。高壓設(shè)備的電壓，電流以及溫度等傳感器都是放在高壓室，直接測(cè)量相關(guān)物理量。出于安全的考慮，高壓倉(cāng)的傳感器供電不能直接從低壓室取，以保持嚴(yán)格而清晰的絕緣間距；為此，需要在高壓室設(shè)置獨(dú)立的供電電源，如圖2所示，而電池便是其中一種能量的來(lái)源，電池通過(guò)相應(yīng)的升壓或者降壓電路，或者直接對(duì)各傳感器供電。

但是電池供電存在以下缺點(diǎn)：

1.由于高壓設(shè)備使用環(huán)境是非空調(diào)環(huán)境，內(nèi)部環(huán)境溫度隨本身負(fù)載和應(yīng)用環(huán)境(如海拔，維度，季節(jié)等)會(huì)產(chǎn)生很大的浮動(dòng)，容易導(dǎo)致電池過(guò)早失效，導(dǎo)致傳感器電路失效；

2.由于電池的容量有限，為了盡量延長(zhǎng)電池壽命，采取了很多低功耗的措施，大大降低了采樣的實(shí)時(shí)性，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障；

3.電池的壽命相對(duì)不確定，會(huì)增加巡視工作量，增加了高壓設(shè)備管理成本，與“免維護(hù)”的發(fā)展趨勢(shì)不相符。

二、電流互感(CT)供電

電流互感供電，其實(shí)現(xiàn)原理如下：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，銅排上流過(guò)的交變電流會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，在高壓母排上套一個(gè)取能線(xiàn)圈，如圖3所示，將交變的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成交變電壓，然后通過(guò)整流電路，變成直流電，給傳感器供電。

電流互感供電也存在以下不足：

1.對(duì)于大容量的設(shè)備，母排的電流可能從0A變化到幾千安培，CT無(wú)法在全電流范圍內(nèi)提供足夠的能量去維持傳感器的消耗；

2.在全電流范圍內(nèi)，CT取能線(xiàn)圈上感應(yīng)到的電壓差異很大，整流電路設(shè)計(jì)很困難；

3.此方案不適用于高壓直流輸電，因?yàn)橹绷麟姴荒墚a(chǎn)生交變磁場(chǎng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述電池供電和CT供電所存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于磁場(chǎng)隔離的高壓阻隔供電裝置。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于磁場(chǎng)隔離的高壓阻隔供電裝置，該供電裝置包括無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器、無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射線(xiàn)圈、無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈及無(wú)線(xiàn)充電接收端變換器。無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射線(xiàn)圈與所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器相連。無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈，用于與所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射線(xiàn)圈耦合。無(wú)線(xiàn)充電接收端變換器，與所述無(wú)線(xiàn)充電接收線(xiàn)圈相連。其中，所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器置于低壓配電區(qū)，所述無(wú)線(xiàn)充電接收端變換器置于高壓供電區(qū)，所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器與所述無(wú)線(xiàn)充電接收端變換器之間有高低壓倉(cāng)隔板進(jìn)行隔離。

優(yōu)選地，所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器發(fā)射短脈沖，并通過(guò)所述短脈沖檢測(cè)所述無(wú)線(xiàn)充電接收端是否放置在充電區(qū)域，如果檢測(cè)到所述無(wú)線(xiàn)充電接收端，則所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器進(jìn)入充電模式。

優(yōu)選地，所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端變換器包括四個(gè)采用橋式電路連接的MOS管Q21、MOS管Q22、MOS管Q23和MOS管Q24、諧振電容C21、以及母線(xiàn)電容C22；MOS管Q22和MOS管Q24的漏極管腳連接后與母線(xiàn)電容C22一端電連接，且MOS管Q22和MOS管Q24的漏極管腳通過(guò)電阻R接地；MOS管Q21和MOS管Q23的源極管腳連接后與母線(xiàn)電容C22的另一端電連接；MOS管Q21與MOS管Q22的橋式電路連接點(diǎn)通過(guò)諧振電容C21及所述無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射端線(xiàn)圈與MOS管Q22與MOS管Q24的橋式電路連接點(diǎn)連接。