CN104158307B - 用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，包括设置于融冰装置的汇流棒的取能互感器以及与所述取能互感器的二次侧电连接的电源模块；所述电源包括至少包括与取能互感器的二次侧电连接的整流电路、与整流电路输出端电连接第一稳压模块以及与第一稳压模块输出端电连接的第二稳压模块，所述第一稳压模块向融冰装置的控制器供电，所述第二稳压模块融冰装置的断路器供电，本发明能够实现三路输出，保证智能融冰装置的控制器以及融冰装置的断路器同时供电，能够提供稳定的电能，从而保证智能融冰装置能够持续稳定地工作，实现完全无人工干预。

Description

用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统

技术领域

本发明涉及一种取能设备，尤其涉及一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统。

背景技术

在冬季记忆发生冰灾，从而造成高压电力输电线路覆冰现象。覆冰增加导致线路荷载增加，严重情况下甚至引发输电线路断线、杆塔倒塌等影响电力系统安全运行的重大事故，造成电网的大面积停电，严重影响人们的生产生活，并造成巨大社会经济损失。

现有的对输电线路的覆冰进行除冰主要为有电力人员参与的现场人工除冰或是机械除冰，由于上述两种方式均存在各自的缺点，因此，人们逐渐提出了智能除冰，即覆冰监测以及除去覆冰均通过智能化控制，可以做到无人工参与，比如中国专利(公开号CN103050918A)公开了一种四分裂导线输电线路的电流循环智能融冰装置，该装置根据环境条件和覆冰状态的测量结果，自动控制断路器开、合，将四分裂导线输电线路传输的负荷电流分别转移至单根子导线，增大子导线电流密度达到融冰目的。该装置通过智能控制器控制断路器的开合，无需人工干预即可进行输电线路融冰的工作，但无论是内部的智能控制器、内置覆冰参数监测单元还是断路器开合都需要供能装置提供能量，特别是断路器的开合需要足够大的能量，以防止低能量下的线路干扰引起断路器误动作。

因此，为了保证智能融冰装置能够实现完全无人工干预，目前主要通过在线取能的方式为只能融冰装置供电，目前主要由电流互感器进行取能，而电流互感器取能主要有以下几种方式：1)通过电磁耦合利用一次侧电流从母线上取能。2)利用光纤将激光或其他光源的光能从低电位侧传送到高电位侧,再由光电转换器件(光电池)将光能转换为电能,经过稳压后提供稳定的电源输出。3)采用可充电蓄电池供能。4)采用超声波功能。5)采用以上几种的混合功能方式，通过电流互感器线圈的电磁耦合在线取能电路简单，成本较低，但是其应用难点在于输电线路电流不稳定，变化范围非常大。当输电线路电流为大电流状态时,铁芯磁饱和而使二次绕组产生高幅值尖峰脉冲电压；当输电线路电流为接近空载的小电流时,互感器难以获取足够能量。激光供能性能稳定，但是结构复杂，供能功率较小，造价较高，激光器寿命短，并且激光器本身的成本较高且输送功率受到严格限制，若增加光纤数目必然要增加成本。可充电蓄电池供能方式存在电池转换效率低、电池老化等问题,可靠性难以保证。上述中的几种方式还存在一个共同的问题，就是对于容性负载，易导致容性负载出现过冲现象，从而造成故障。

因此，需要提出一种新的用于四分裂导线的融冰装置的在线取能设备，能够向智能融冰装置提供稳定的电能，从而保证智能融冰装置能够持续稳定地工作，实现完全无人工干预；而且能够在很大的容性负载充放电也不会出现过冲现象，能够承受很大范围的大电流，无论输电线路处于空载、正常或者是过载均可保证融冰装置安全可靠。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，能够向智能融冰装置提供稳定的电能，从而保证智能融冰装置能够持续稳定地工作，实现完全无人工干预；而且能够在很大的容性负载充放电也不会出现过冲现象，能够承受很大范围的大电流，无论输电线路处于空载、正常或者是过载均可保证融冰装置安全可靠。

本发明提供的一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，包括设置于融冰装置的汇流棒的取能互感器以及与所述取能互感器的二次侧电连接的电源模块；

所述电源包括至少包括与取能互感器的二次侧电连接的整流电路、与整流电路输出端电连接第一稳压模块以及与第一稳压模块输出端电连接的第二稳压模块，所述第一稳压模块向压力传感器、融冰装置的控制器供电，所述第二稳压模块融冰装置的断路器供电。

进一步，所述第一稳压模块为输出为24V的DC-DC转换电路。

进一步，所述第二稳压模块为输出120V且功率为12W的DC-DC转换电路。

进一步，

所述第一稳压模块和整流电路之间设置有过流保护电路以及滤波电路，所述过流保护电路包括可恢复保险丝F1以及电感L1，滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及电容C6；

所述可恢复保险丝F1的一端与整流电路输出端连接，另一端电感L1，电感L1的另一端与第一稳压模块的输入端连接，所述可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点通过电容C1接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电容C2和电容C3串联后接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电阻R1和电阻R2串联后接地；

所述电感L1与第一电压模块的公共连接点通过电阻R3和电阻R4串联后接地，电感L1与第一电压模块的公共连接点还通过电容C4和电容C5串联后接地，电感L1与第一电压模块的公共连接点还通过电容C6接地。

进一步，所述取能系统还设置有过流过压保护模块，所述过压保护模块包括瞬态抑制二极管TVS1和瞬态抑制二极管TVS2，所述瞬态抑制二极管TVS1设置于取能互感器的二次侧的正负输出端之间，所述瞬态抑制二极管TVS2一端与过流保护电路输出端连接，另一端接地。

进一步，所述第二稳压模块还设置有输出保护电路，所述输出保护电路包括电容C7、电阻R5、电阻R6以及二极管D1，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R5和电容C7并联后接地，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R6与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为输出保护电路的输出端。

进一步，所述取能互感器为电流互感器。

本发明的有益效果：本发明能够实现两路输出，保证智能融冰装置的控制器以及融冰装置的断路器同时供电，能够提供稳定的电能，从而保证智能融冰装置能够持续稳定地工作，实现完全无人工干预；更为主要的是能够在很大的容性负载充放电也不会出现过冲现象，能够承受很大范围的大电流，无论输电线路处于空载、正常或者是过载均可保证融冰装置安全可靠，结构简单，成本低廉，可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的电路原理图。

图3为本发明的四分裂导线智能融冰装置的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的原理框图，图2为本发明的电路原理图，图3为本发明的四分裂导线智能融冰装置的结构示意图，如图所示，本发明提供的一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，包括设置于融冰装置的汇流棒的取能互感器以及与所述取能互感器的二次侧电连接的电源模块；所述取能互感器为电流互感器；

所述电源包括至少包括与取能互感器的二次侧电连接的整流电路、与整流电路输出端电连接第一稳压模块以及与第一稳压模块输出端电连接的第二稳压模块，所述第一稳压模块向压力传感器、融冰装置的控制器供电，所述第二稳压模块融冰装置的断路器供电，本发明能够实现三路输出，保证压力传感器、智能融冰装置的控制器以及融冰装置的断路器同时供电，能够提供稳定的电能，从而保证智能融冰装置能够持续稳定地工作，实现完全无人工干预；更为主要的是能够在很大的容性负载充放电也不会出现过冲现象，能够承受很大范围的大电流，无论输电线路处于空载、正常或者是过载均可保证融冰装置安全可靠，结构简单，成本低廉，可靠性高，其中压力传感器用于检测输电线路的覆冰拉力。

本实施例中，所述第一稳压模块为输出为24V的DC-DC转换电路，通过该转换电路，能够为压力传感器、智能融冰装置的控制部分提供稳定电源，所述第一稳压模块的输出端还设置有稳压二极管D2，当然，为了输出12V的工作电压，在第一稳压模块输出端还可以设置输出为12的DC-DC转换电路，如图2所示。

本实施例中，所述第二稳压模块为输出120V且功率为12W的DC-DC转换电路，由于第一稳压模块的输出为24V，因此，第二稳压模块为升压电路，能够保证向智能融冰装置输出稳定可靠的工作电压，所述第一稳压模块和第二稳压模块可以通过现有的电路实现，在此不再赘述。

本实施例中，所述第一稳压模块和整流电路之间设置有过流保护电路以及滤波电路，所述过流保护电路包括可恢复保险丝F1以及电感L1，滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及电容C6；

所述可恢复保险丝F1的一端与整流电路输出端连接，另一端电感L1，电感L1的另一端与第一稳压模块的输入端连接，所述可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点通过电容C1接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电容C2和电容C3串联后接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电阻R1和电阻R2串联后接地；

所述电感L1与第一电压模块的公共连接点通过电阻R3和电阻R4串联后接地，电感L1与第一电压模块的公共连接点还通过电容C4和电容C5串联后接地，电感L1与第一电压模块的公共连接点还通过电容C6接地；所述整流电路为由二极管构成的全桥式整流电路，属于现有技术，不再赘述；

电感L1两侧的电容和电阻构成对称结构的滤波电路，能够在输电线路因雷击或者短路出现大电流的情况下对后续的电路进行保护，尤其对于智能融冰装置的各用电设备进行保护，并且通过该电路能够有效抑制容性负载产生的过冲以及回流等问题，使得本取能系统能够持续稳定工作，另外，滤波电路能够为后续电路提供纯净的直流电。

本实施例中，所述取能系统还设置有过流过压保护模块，所述过压保护模块包括瞬态抑制二极管TVS1和瞬态抑制二极管TVS2，所述瞬态抑制二极管TVS1设置于取能互感器的二次侧的正负输出端之间，所述瞬态抑制二极管TVS2一端与过流保护电路输出端连接，另一端接地，通过过压保护模块的作用，能够防止电流互感器在雷击或者输电线路输出瞬时大电流时的冲击电压对后续用电设备的冲击，能够保护本发明持续稳定的运行。

本实施例中，所述第二稳压模块还设置有输出保护电路，所述输出保护电路包括电容C7、电阻R5、电阻R6以及二极管D1，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R5和电容C7并联后接地，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R6与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为输出保护电路的输出端，通过这种结构，能够保证第二稳压模块向融冰装置输出稳定的直流电压，并且能够有效防止反向电流对第二电流模块造成的冲击，从而对第二稳压模块进行有效的保护。

本实施例中，在图3中，四分裂导线输电线路智能融冰装置由如下部件构成：汇流导电板1、分流导电板3；隔离板4、参考电压板5、绝缘输出板6、导电杆7、内置覆冰参数监测单元8、智能控制器9、断路器10、旁路开关11、执行机构12、导电子板13、绝缘子板14、绝缘外壳15以及绝缘杆16，上述各部件之间的连接关系在公开号为CN103050918A的专利中已有详细的记载，在此不加以赘述，电流互感器2设置于回流导电板1处的汇流棒(图3中被电流互感器遮挡)，能够保证电流互感器获取足够的能量，从而输出稳定的直流电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：包括设置于融冰装置的汇流棒的取能互感器以及与所述取能互感器的二次侧电连接的电源模块；

所述电源模块至少包括与取能互感器的二次侧电连接的整流电路、与整流电路输出端电连接的第一稳压模块以及与第一稳压模块输出端电连接的第二稳压模块，所述第一稳压模块向融冰装置的控制器供电，所述第二稳压模块向融冰装置的断路器供电；

所述第一稳压模块和整流电路之间设置有过流保护电路以及滤波电路，所述过流保护电路包括可恢复保险丝F1以及电感L1，滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及电容C6；

所述可恢复保险丝F1的一端与整流电路输出端连接，另一端连接于电感L1的一端，电感L1的另一端与第一稳压模块的输入端连接，所述可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点通过电容C1接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电容C2和电容C3串联后接地，可恢复保险丝F1与电感L1的公共连接点还通过电阻R1和电阻R2串联后接地；

所述电感L1与第一稳压模块的公共连接点通过电阻R3和电阻R4串联后接地，电感L1与第一稳压模块的公共连接点还通过电容C4和电容C5串联后接地，电感L1与第一稳压模块的公共连接点还通过电容C6接地。

2.根据权利要求1所述用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：所述第一稳压模块为输出为24V的DC-DC转换电路。

3.根据权利要求1所述用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：所述第二稳压模块为输出120V且功率为12W的DC-DC转换电路。

4.根据权利要求1所述的用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：所述取能系统还设置有过压保护模块，所述过压保护模块包括瞬态抑制二极管TVS1和瞬态抑制二极管TVS2，所述瞬态抑制二极管TVS1设置于取能互感器的二次侧的正负输出端之间，所述瞬态抑制二极管TVS2一端与过流保护电路输出端连接，另一端接地。

5.根据权利要求4所述的用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：所述第二稳压模块还设置有输出保护电路，所述输出保护电路包括电容C7、电阻R5、电阻R6以及二极管D1，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R5和电容C7并联后接地，所述第二稳压模块的输出端通过电阻R6与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为输出保护电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的用于超高压四分裂导线输电线路融冰装置的在线取能系统，其特征在于：所述取能互感器为电流互感器。