[發(fā)明專利]一種利用架空地線感應(yīng)電流的供電裝置及其供電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011223657.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN112366833B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志遠(yuǎn);劉赫;王浩哲;方泳皓;殷禹;董勤曉;李國富;余輝;周瑋;陳沒;雷雨秋;葉天華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J50/00
• 分類號(hào): H02J50/00;H02J50/10;H02J7/34
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 劉海蓉

本發(fā)明提供一種利用架空地線感應(yīng)電流的供電裝置及供電方法。所述裝置和方法通過采用小型電流互感器與變壓器串并連接形成電流源為儲(chǔ)能單元提供充電電流輸入，并根據(jù)電流控制單元的信號(hào)來控制電流輸入單元是否旁路轉(zhuǎn)移輸入電流,從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)整，所述供電裝置和方法相比傳統(tǒng)電流互感器供電方式，采用多個(gè)小型電流互感器及變壓器的串并連接方法，實(shí)現(xiàn)在感應(yīng)電流較小時(shí)保證電源具有充足輸出功率。同時(shí)，多個(gè)電流互感器及變壓器實(shí)現(xiàn)了取能電源裝置的模塊化和小型化結(jié)構(gòu)，減輕了現(xiàn)場使用時(shí)安裝重量和體積，便于電力桿塔現(xiàn)場安裝和維護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力輸電線路桿塔上監(jiān)測裝置的供電領(lǐng)域,并且更具體地，涉及一種利用架空地線感應(yīng)電流的供電裝置及其供電方法。

背景技術(shù)

為加快電力物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的建設(shè)，應(yīng)對(duì)輸電線路和桿塔抵御自然災(zāi)害造成的損失。大量在線監(jiān)測設(shè)備被投入電力系統(tǒng)中。目前，常見的取能方式有：基于輸電導(dǎo)線電流的電流互感器取能法，光伏電池板取能法，專用低壓市電供電通道法。光伏電池板取能法的取能功率受環(huán)境影響大。基于輸電導(dǎo)線電流的電流互感器取能法只能為高壓側(cè)負(fù)載供電。專用低壓市電供電通道輻射半徑有限，難以滿足長距離輸電線路需求。因此，尋找一種可靠的地電位側(cè)取能方案具有現(xiàn)實(shí)工程意義。

根據(jù)靜電場理論可知，導(dǎo)線電荷不在接地的地線中形成縱向的電流與電勢(shì)。分析磁場理論可知，工頻導(dǎo)線電流通過磁耦合在大地桿塔架空地線組成的回路中激發(fā)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若架空地線通過桿塔逐塔接地，則大地桿塔架空地線回路導(dǎo)通產(chǎn)生流過架空地線的電流。利用電流互感器傳輸從架空地線中流過的電流為在線監(jiān)測設(shè)備供電，可實(shí)現(xiàn)在架空輸電線路地電位側(cè)為監(jiān)測設(shè)備供電的目的，這也是很多論文及參考文獻(xiàn)的提到的方法，其中，如何在小電流獲取較高的功率，是急需解決的問題之一。

ZL201210097460.1提供一種在串補(bǔ)平臺(tái)布置的互感器供電電源。該電源將線路側(cè)電源的輸電線路作為供電電源，線路電流不受電流互感器及其后續(xù)電路的影響，可視為電流源。在5％-120％額定電流下(輸電線路的額定電流在2000A-5000A之間)，采用1個(gè)電流互感器皆可獲得所需功率，但該方法所涉及電流互感器變比較大，設(shè)備龐大，無法適用于架空地線感應(yīng)電流的供電電源。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中利用架空地線感應(yīng)電流為輸電線路低壓側(cè)負(fù)載提供電源的裝置過于龐大的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用架空地線感應(yīng)電流的供電裝置，所述供電裝置包括：

N個(gè)電流輸入單元，其輸出端分別與電流控制單元和儲(chǔ)能單元連接，用于為儲(chǔ)能單元提供充電電流輸入，并根據(jù)電流控制單元的指令控制是否旁路轉(zhuǎn)移輸入電流；

電流控制單元，其一端與分壓單元連接，另一端與電流輸入單元連接，用于根據(jù)分壓單元傳輸?shù)男盘?hào)控制電流輸入單元的電流是否充電-；

儲(chǔ)能單元，其與電流輸入單元連接，用于儲(chǔ)存或者釋放電能，并將電能傳輸至直流變換單元；

分壓單元，其與儲(chǔ)能單元并聯(lián)連接，用于測量儲(chǔ)能單元兩端的電壓，并進(jìn)行分壓后輸出至電流控制單元；

直流變換單元，其與儲(chǔ)能單元連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后輸出至供電負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述電流輸入單元包括兩個(gè)穿心式電流互感器，一個(gè)變壓器，一個(gè)固態(tài)交流開關(guān)和一個(gè)整流模塊，其中，穿心式電流互感器安裝在桿塔上，架空地線單匝穿過穿心式電流互感器中心，所述穿心式互感器的電流輸出端按照同名端并聯(lián)后，與變壓器輸入端連接，所述變壓器的輸出端與固態(tài)交流開關(guān)并聯(lián)后，與整流模塊輸入端連接，所述整流模塊輸出端與儲(chǔ)能單元并聯(lián)連接，所述固態(tài)交流開關(guān)與電流控制單元連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)穿心式電流互感器的電流輸入端并聯(lián)一個(gè)保護(hù)模塊，所述保護(hù)模塊包括至少一個(gè)空氣放電管和一個(gè)非線性避雷器。

進(jìn)一步地，所述穿心式電流互感器的鐵芯由切割的兩個(gè)半環(huán)形鐵芯組成，繞組分別均等繞制在兩個(gè)半環(huán)形鐵芯上。