一种输电线路在线监测系统电源技术方案

一种输电线路在线监测系统电源公开了一种输电线路在线监测系统电源，包括电流互感器、过压保护、超级电容充电控制和电源管理四个部分。本发明专利技术使用电流互感器取电，利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性，经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电。电源根据负载端电压变化，通过控制储能电容与放电电容的通断，利用储能电容为放电电容充电，最后通过放电电容对外供电。针对母线电流不稳定，过压保护部分特别设计了能量再利用电路。

Transmission line on-line monitoring system power supply

The utility model discloses an on-line monitoring system power supply for a transmission line, and discloses a transmission line on-line monitoring system power supply, which comprises four parts, a current transformer, an overvoltage protection, a super capacitor charging control and a power supply management. The present invention uses current transformer to take electricity, and uses the large capacity storage and quick charge discharge characteristic of super capacitor to output the energy storage super capacitor and discharge super capacitor to supply power to monitoring system. According to the change of the load terminal voltage, the energy storage capacitor charges the discharge capacitor through controlling the on-off of the energy storage capacitor and the discharge capacitor, and finally the external power is supplied through the discharge capacitor. For the bus current instability, overvoltage protection part of the special design of energy reuse circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路在线监测系统电源所属
本专利技术涉及一种在线监测系统，尤其涉及一种输电线路在线监测系统电源。
技术介绍
输电线路在线监测系统供电方式很多，监测系统中的远传信号中继装置可以安装在杆塔底部或周围比较低矮的位置，所以一般都会采用太阳能供电，可以选用相对较大的电池板和容量较大的蓄电池组。但是对于悬挂在高压输电线上的监测设备的传感器的供电，较大功率的太阳能板体积过大且受天气影响；单独蓄电池不能提供足够的功率；激光供能易受地理条件限制，设备复杂导致成本过高且功率和效率都很低；电压互感器对绝缘的要求比较高，易受周围电磁环境影响；微波和超声波供电虽然已经取得一定进展，且功率也较高，但仍不成熟，需进一步深入研究，目前在军事领域已经得到了应用。电流互感器（TA）取电在电力行业已经得到广泛的应用，但大部分都用在功率很小的监测设备中，如故障定位系统中TA用2组线圈分别进行电流采样和取能，功率只有几十毫瓦，但配以电池，足以提供相应能量。但这种供能方式存在取电死区，在母线电流很小时，如仅有几安培到十几安培时，根本不足以提供用电设备所需能量；且一年的不同季节，一天的不同时段，母线的负荷电流变化很大，母线电流波动造成二次侧取电十分不稳定，一次电流过大或过小都会对电源的稳定输出产生很大的影响。利用2个电池轮流供电的方式增加电池寿命，并提高电源的可靠性和稳定性，但超级电容已可部分替代电池的功能，并在充放电次数和使用寿命上优于电池。此外，当监测系统有数据远传装置时，超级电容的瞬时大功率放电特性可很好地满足发送数据瞬间的大功率需求，而不会引起大幅压降。
技术实现思路
为了克服母线负载端电压变化、电流不稳定的难题，本专利技术提出一种输电线路在线监测系统电源。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：通过超级电容过渡输出的方式来减小电流死区和稳定输出；二次侧过电压保护储存利用多余能量来防止一次电流过大对二次侧输出稳定造成影响。输电线路在线监测系统电源包括电流互感器、过压保护、超级电容充电控制和电源管理四个部分。所述电流互感器采用开合式，卡在输电线上，利用输电线上的电流变化引起周围磁场的变化，完成通过电磁感应从输电线取电的过程。所述过压保护包括充电芯片、继电器以及其它元件，根据前端电压信号进行过压保护。所述超级电容充电控制为尽量减小母线电流死区，使用双电容，通过对两个电容的控制，间接控制超级电容的充电与放电。所述电源管理由锂电池充放电控制和负载电源选择两个部分组成。本专利技术的有益效果是：系统使用电流互感器取电，利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性，经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电。电源根据负载端电压变化，通过控制储能电容与放电电容的通断，利用储能电容为放电电容充电，最后通过放电电容对外供电。针对母线电流不稳定，过压保护部分特别设计了能量再利用电路。附图说明图1电源结构。图2过压保护。图3超级电容充电控制。图4电源管理。具体实施方案电流互感器采用开合式，卡在输电线上，输电线上的电流变化引起周围磁场的变化，电能变为磁能，引起互感器上穿过线圈的磁场变化，在线圈两端感应出感应电动势，此时磁能又转化为电能，从而完成通过电磁感应从输电线取电的过程。此时取出的电能为不稳定的交流，经过外部整流滤波后变成直流输出。图1中，电源结构包括取电互感器、冲击保护、整流滤波、稳压、超级电容、锂电池及控制部分。其中冲击保护采用1个瞬态抑制二极管（TVS），其稳压值略大于后端稳压芯片最大允许输入值；整流采用常用的桥式整流；滤波也为常用型LC滤波；超级电容1储存能量用来为超级电容2充电，作为储能电容使用；超级电容2给负载供电，作为放电电容使用。图2中，电阻R1、R2、R3为均压电阻，前端电压被均分在3个电阻上，设继电器动作电压为，稳压芯片最大、最小输入电压分别为、。当R3两端的电压小于继电器的动作电压时，继电器选通“1”端，滤波后全部电压加到稳压芯片两端，全部功率提供给负载；当R3的电压大于继电器动作电压时，继电器选通“2”端，R1被切除，R2和R3电压接入稳压芯片输入端，供给负载；R1电压接入锂电池充电芯片输入端，为电池充电提供能量。图3中，对超级电容充电进行控制时，对C1充电作为缓冲，然后以断续的形式供给C2，再输出给等效负载RL，则负载电压可在合理范围内波动，从而减小电流死区，在输出功率稍不足时可使电器正常工作。当RL两端电压高于D1动作电压下限时，D1输出高电平，VT1断开，TA为C1充电；当RL两端电压低于电压下限时，D1输出低电平，VT1导通，TA为C1充电的同时，C1为C2充电。图4中，进行电源管理时，D1、D2为单电源迟滞比较器，其中D1反相使用，采用LVT339加以简单的外围电路即可实现；D3为一般比较器；VT1、VT2、VT3、VT4为MOSFET管，作为选择开关使用；二极管VD1用来防止超级电容C2中的电流回流进超级电容C1和锂电池，造成电路无法正常工作；电源选择及TA保护功能由VT2、VT3、VT4和D2实现。VT2、VT3采用背靠背连接来实现选择TA或锂电池对负载供电。在保证RL正常工作时，使比较器D2的动作下限低于4.8V，同时使比较器D3先于D2动作，从而实现当TA出现功率不足时先暂停锂电池充电，如果负载电压继续下降到D2动作下限值，即表明只带RL时TA输出功率仍然不足，可判定TA无法维持RL正常工作，D2动作输出低电平，VT3导通，VT2关闭，RL由锂电池进行供电。在TA输出功率充足的情况下，D2输出高电平，VT2导通，VT3关闭，此时TA为RL供电。VT4动作由D2控制，由于TA二次侧不能开路，否则会出现大电压对TA本身和电路造成损坏，所以设计中加入了保护电阻。当RL选择锂电池供电时，D2输出低电平，VT4导通，将接入超级电容C1两端作为RL的等效负载，其电阻值可根据实际正常使用负载大小情况进行配置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路在线监测系统电源，其特征在于：包括电流互感器、过压保护、超级电容充电控制和电源管理四个部分。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路在线监测系统电源，其特征在于：包括电流互感器、过压保护、超级电容充电控制和电源管理四个部分。2.如权利要求1所述的一种输电线路在线监测系统电源，其特征在于所述电流互感器利用输电线上的电流变化引起周围磁场的变化，完成通过电磁感应从输电线取电的过程。3.如权利要求1所述的一种输电线路在线监测系统电源，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩会义，
申请(专利权)人：韩会义，
类型：发明
国别省市：辽宁,21