[發明專利]基于去磁電感濾波磁路的高壓直流輸電線感應取能裝置及方法

有效

• 申請號: 201811262847.1
• 申請日: 2018-10-27
• 公開（公告）號: CN111105925B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 尹霖;陳鋒;辛帥魁;徐玉東;巴燦;楊勇
• 申請（專利權）人: 楊勇
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H01F27/24;H02J50/10
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

1.一種基于去磁電感濾波磁路的高壓直流輸電線感應取能裝置，其特征在于：包括CT鐵芯，所述CT鐵芯上設有三個并列的支路，分別作為第一磁路分支Y1、第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3，所述第一磁路分支Y1上有高壓直流輸電線S1繞組，所述第二磁路分支Y2上繞有去磁線圈S2及并聯去磁電感L，所述第三磁路分支Y3上繞有取能線圈S3及并聯等效負載R和等效助磁電容C；

所述CT鐵芯上位于第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3之間開氣隙，作為抑制直流磁通單元。

2.一種基于去磁電感濾波磁路的高壓直流輸電線感應取能方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、高壓直流輸電線路中傳輸的電流為i_d0，將其進行傅里葉分解，得到包含直流分量和脈動分量的電流表達式

其中，k＝2,3,4…；i_d0為高壓直流輸電線上流過的電流；I_dc為對應的直流分量有效值；I_ac為脈動分量對應的基波電流有效值；f為脈動分量對應的基波電流頻率；I₂為高壓直流輸電的交流側電流有效值；

步驟2、設計基于去磁電感濾波磁路的高壓直流輸電線感應取能裝置

感應取能裝置包括CT鐵芯，所述CT鐵芯上設有三個并列的支路，分別作為第一磁路分支Y1、第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3，所述第一磁路分支Y1上有高壓直流輸電線S1繞組，所述第二磁路分支Y2上繞有去磁線圈S2及并聯去磁電感L，所述第三磁路分支Y3上繞有取能線圈S3及并聯等效負載R和等效助磁電容C；

步驟3、根據感應取能裝置建立等效磁路模型，其中，φ_m1、φ_m2、φ_m3分別是流經CT鐵芯的三個磁路分支的磁通，R_m1、R_m2、R_m3分別是三個磁路分支的磁阻，ξ_m'為去磁線圈產生的磁動勢，ξ_m”為取能線圈產生的磁動勢，根據磁路基爾霍夫第一定律和基爾霍夫第二定律，得：

其中，脈動分量產生的磁動勢為

ξ_m＝N₁I_acsinωt (3)

直流分量產生的磁動勢為

ξ_m＝N₁I_dc (4)

其中，N₁＝1為高壓直流輸電線通過鐵芯的匝數；

步驟4、去磁線圈電路中，脈動磁通通過時去磁線圈中產生的磁動勢為：

其中，N₂為去磁線圈匝數，L為去磁線圈并聯的去磁電感的電感值；

步驟5、取能線圈電路中，取能線圈產生的磁動勢為：

其中，N₃為取能線圈匝數，C為等效助磁電容的等效電容值，R為等效負載電阻；

步驟6、根據式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)得到，交流分量產生的通過第三磁路分支的脈動磁通為：

其中，

直流分量產生的通過第三磁路分支的直流磁通為：

通過選擇等效助磁電容C的等效容抗值，有效增大通過第三磁路分支的脈動磁通，從而獲得感應電能。

3.根據權利要求2所述的基于去磁電感濾波磁路的高壓直流輸電線感應取能方法，其特征在于：步驟2中，所述CT鐵芯上位于第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3之間增加抑制直流磁通單元。