一种自适应CT感应取电的电源控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应CT感应取电的电源控制系统及其方法，电源控制系统包括CT感应取电模块、全波整流模块、自调节功率防护模块和能量搜集控制模块；CT感应取电模块对预设范围电流进行取电获得交流电压；全波整流模块对交流电压进行全波整流后输出直流电压；自调节功率防护模块根据直流电压对内置的能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；能量搜集控制模块根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态；自调节功率防护模块解决了现有电源系统不能对感应取电进行自动调节和防护的问题，能自动存储电能、切换能量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁感应
，尤其涉及的是一种自适应CT感应取电的电源控制系统及其方法。
技术介绍
我国配电网自动化涉及的范围广，但由于早期缺乏统筹规划，网架结构复杂薄弱，故障概率高，尤其是架空线路。据统计90%的停电和故障扰动发生在配电网中；其中查找并排除线路故障点，成为提高供电质量的重要因素。使用配网自动化终端（FTU（馈线终端设备）和DTU（开闭所终端设备））可以实现主干线大分段、大分支的故障定位与隔离。但是该方案投资较大，而我国配网地域宽广，不利于配网自动化全覆盖。国家能源局能电力【2015】290号文件《配电网建设改造行动计划》明确要求，从2015-2020年配电自动化覆盖率从目前的20%达到90%以上。支撑大比例覆盖的主要产品是故障指示器类产品，从规划上数据推算得知未来5年故障指示器类产品的需求量不少于300万套。因此，经济、安装便携的二遥基本型配电在线监测与故障定位终端成为实现大比例配网自动化覆盖的主要产品。现有的架空二遥基本型配电终端主要有以下几种，均存在较多缺陷，特别是电源系统取电方面较为突出，严重影响产品应用。一是太阳能取电；该方式受阴雨天、夜晚及空气质量影响，容易出现电源系统取电不足，无法支撑终端长时间运行。二是CT感应取电；采用电力电子开关，目前最小可取电电流为10A，更小电流取电无法实现，电流取电死区和热设计需要突破，不能对感应取电进行自动调节和防护。 三是内置一次性镍氢电池供电，使用寿命短，3~4年后探头无法工作。四是高压电容取电或无线取电，源自于电压传感思路，安全性和能量传递效率是难点，并且不适合带电作业安装。这些缺陷严重影响了配网自动化在线监测与定位的应用效果，进而影响供电可靠性。因此，电源系统设计的技术创新是未来的关键技术和发展趋势，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种自适应CT感应取电的电源控制系统及其方法，以解决现有架空二遥基本型配电终端电源系统存在电流取电死区过大，以及不能进行自动调节和防护的问题。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种自适应CT感应取电的电源控制系统，与微功率负载连接，其包括：CT感应取电模块，用于对预设范围电流进行取电获得交流电压；全波整流模块，用于对交流电压进行全波整流后输出直流电压；自调节功率防护模块，用于根据直流电压对内置的能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；能量搜集控制模块，用于根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述CT感应取电模块包括两个半圆环体的铁芯，两个铁芯闭合组成一圆环体；任一铁芯上设置的绕组为纳米晶材料的线圈，绕组的一端引出两根接线端连接全波整流模块。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述圆环体的内圆直径为54.4mm，外圆直径为80.6mm；半圆环体的高为12.6mm，半圆环体的宽为13.1mm。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述设置绕组的铁芯上设置有禁止绕线区。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述自调节功率防护模块包括第一MOS管、二极管、能量池、第一电阻和过压控制单元；所述第一MOS管的源极通过第一电阻连接整流桥的第2脚和二极管的正极；所述二极管的负极连接能量搜集控制模块、能量池的一端和过压控制单元的输入端；第一MOS管的栅极连接过压控制单元的控制端，第一MOS管的漏极连接能量池的另一端和地。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述过压控制单元包括比较芯片、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二MOS管；所述比较芯片的+IN脚连接第二电阻的一端、第三电阻的一端和第五电阻的一端；比较芯片的VS脚连接第二电阻的另一端、能量池的一端和第四电阻的一端；比较芯片的OUT脚连接第四电阻的另一端、第五电阻的另一端、第六电阻的一端和第二MOS管的栅极；比较芯片的GND脚连接第三电阻的另一端和地，第二MOS管的源极连接MOS管的栅极，第二MOS管的漏极连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接第六电阻的另一端和比较芯片的VS脚。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述过压控制单元还包括第一电容和第二电容；所述第一电容的一端连接比较芯片的VS脚，第一电容的另一端接地，第二电容的一端连接比较芯片的OUT脚和第二MOS管的栅极，第二电容的另一端连接比较芯片的GND脚和地。所述的自适应CT感应取电的电源控制系统中，所述能量搜集控制模块包括：电池；超级电容；MPPT控制单元，用于判断能量池电压的大小并输出对应的控制信号；升降压单元，用于根据对应的控制信号进行升压获得升压电压、或降压获得降压电压；电源转换单元，用于对降压电压进行电压转换后输出供电电压给微功率负载供电，还获得充电电压；以及对升压电压、电池电压、或电容电压进行电压转换后输出供电电压给微功率负载供电；后备电源控制单元，用于在电池供电时，输出电池电压给电源转换单元；充放控制单元，用于将充电电压对超级电容充电；以及在超级电容供电时，控制超级电容放电输出电容电压给电源转换单元。一种采用所述的自适应CT感应取电的电源控制系统的电源控制方法，其包括：步骤A、对预设范围电流进行取电获得交流电压，对交流电压进行全波整流后输出直流电压；步骤B、根据直流电压对能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；步骤C、根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态。相较于现有技术，本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统，通过CT感应取电模块对预设范围电流（3~630A）进行取电获得交流电压，电流为5A即可感应取电获得满足架空二遥基本型配电终端全功能运行所需的电能，延长二遥基本型配电终端的使用寿命和应用范围；全波整流模块对交流电压进行全波整流后输出直流电压；自调节功率防护模块根据直流电压对内置的能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；能量搜集控制模块根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态，使感应取电电能功率始终维持在最大输出，电能得到利用，减少浪费和发热；自调节功率防护模块对电源系统大电流感应取电或雷击浪涌等瞬间冲击电流进行自动调节和防护，能自动存储电能、切换能量。附图说明图1是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统应用实施例的结构框图。图2是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统中CT感应取电模块的示意图。图3是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统中CT感应取电模块的尺寸示意图。图4是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统中CT感应取电模块、全波整流模块、自调节功率防护模块的电路图。图5是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统中能量搜集控制模块的结构框图。图6是是本专利技术提供的自适应CT感应取电的电源控制系统的电源控制方法流程图。具体实施方式针对现有架空二遥基本型配电终端电源系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应CT感应取电的电源控制系统，与微功率负载连接，其特征在于，包括：CT感应取电模块，用于对预设范围电流进行取电获得交流电压；全波整流模块，用于对交流电压进行全波整流后输出直流电压；自调节功率防护模块，用于根据直流电压对内置的能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；能量搜集控制模块，用于根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态。

【技术特征摘要】
1.一种自适应CT感应取电的电源控制系统，与微功率负载连接，其特征在于，包括：CT感应取电模块，用于对预设范围电流进行取电获得交流电压；全波整流模块，用于对交流电压进行全波整流后输出直流电压；自调节功率防护模块，用于根据直流电压对内置的能量池充电；检测能量池电压大于保护电压时，对CT感应取电模块进行泄放；检测能量池电压小于等于保护电压时，输出能量池电压；能量搜集控制模块，用于根据能量池电压的大小调整对微功率负载的供电状态和超级电容的充电状态。2.根据权利要求1所述的自适应CT感应取电的电源控制系统，其特征在于，所述CT感应取电模块包括两个半圆环体的铁芯，两个铁芯闭合组成一圆环体；任一铁芯上设置的绕组为纳米晶材料的线圈，绕组的一端引出两根接线端连接全波整流模块。3.根据权利要求2所述的自适应CT感应取电的电源控制系统，其特征在于，所述圆环体的内圆直径为54.4mm，外圆直径为80.6mm；半圆环体的高为12.6mm，半圆环体的宽为13.1mm。4.根据权利要求2所述的自适应CT感应取电的电源控制系统，其特征在于，所述设置绕组的铁芯上设置有禁止绕线区。5.根据权利要求1所述的自适应CT感应取电的电源控制系统，其特征在于，所述自调节功率防护模块包括第一MOS管、二极管、能量池、第一电阻和过压控制单元；所述第一MOS管的源极通过第一电阻连接整流桥的第2脚和二极管的正极；所述二极管的负极连接能量搜集控制模块、能量池的一端和过压控制单元的输入端；第一MOS管的栅极连接过压控制单元的控制端，第一MOS管的漏极连接能量池的另一端和地。6.根据权利要求5所述的自适应CT感应取电的电源控制系统，其特征在于，所述过压控制单元包括比较芯片、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二MOS管；所述比较芯片的+IN脚连接第二电阻的一端、第三电阻的一端和第五电阻的一端；比较芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶剑文，杨林，刘春雷，
申请(专利权)人：深圳市惠立智能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44