高压/超高压输电系统混合供电电源技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压／超高压输电系统混合供电电源，包括一个ＣＴ取能电源和一个激光送能电源，该ＣＴ取能电源与激光送能电源并联，还包括一个对该激光送能电源和ＣＴ取能电源并联电路工作情况进行检测和控制的单元。并联电源检测和控制功能实现了ＣＴ取能电源和激光送能电源根据实际运行情况的自动切换，使本实用新型专利技术混合供电电源不依赖于高压／超高压输电系统线路的工作情况，能够为高压／超高压输电系统提供连续的电源供给，且连续工作寿命长、成本较低。本实用新型专利技术高压／超高压输电系统混合供电电源还包括一个储能单元，储能单元使ＣＴ取能电源和激光送能电源之间的切换对于负载来说是平滑、无缝的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种供电电源，尤其涉及一种高压/超高压输电系统混合供电电源。
技术介绍
高压/超高压输电系统(装置)，例如超高压交流输电线路可控串联补偿/固定串联补偿装置 中，其测量部分所采用的数据采集装置为有源测量方式，这就需要为超高压平台上的数据采 集装置提供电源。目前高压/超高压输电系统供电装置主要有两种， 一种是对仅要求在线路正 常时供电的负载采用的是CT (电流互感器)取能电源；另一种是对要求在任何工况下都要正 常工作的负载采用的是激光送能电源。CT取能电源是在高压平台上通过取能CT从高压母线上耦合得到交流电，然后经过能量转 换电路得到所需要的直流电，为超高压平台测量系统提供稳定可靠的直流电源。CT取能电源 是一种在电力工业领域广泛应用的传统供能方式，它具有取能简单方便、技术成熟、成本低 廉、寿命长等优点；缺点是对线路本身的工作状况依赖性大，只有当线路电流达到一定的门 槛值时才能取得能量，在线路故障、检修甚至轻载期间无法取得能量。激光送能电源是由地面的激光驱动装置发生激光，通过送能光纤把激光能量传送到高压平 台，再通过光伏转换器件及相应的外围电路将光能转换为直流电，为超高压平台测量系统提 供稳定的直流电源。它具有不受电磁干扰、不依赖线路的工作状况、电源连续可靠等优点；缺点是连续工作寿命较短、成本较高、控制比较复杂。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种连续工作寿命长、成本较低，能够为高压/超高压 输电系统提供连续的电源供给的混合供电电源。 为解决上述技术问题，本技术高压/超高压输电系统混合供电电源包括一个激光送能电源和一个CT取能电源，该CT取能电源与激光送能电源并联，所述高压/超高压输电系统混合供电电源还包括一个对该激光送能电源和CT取能电源并联电路工作情况进行检测和控制的 单元。激光送能电源包括一个地面激光驱动单元、激光二极管、送能光纤和一个高压/超高压平台 上的光伏转换器件，所述激光驱动单元为激光二极管提供激光驱动电流，激光二极管发生激 光后通过送能光纤将激光能量发送到平台上，平台上的光伏转换器件将激光能量转换为直流 电；该检测和控制单元实时检测并联电源的工作情况，当检测信息表明CT取能电源正常工作 时，发出控制命令给激光驱动单元，使激光送能电源处于热备用状态；当检测信息表明CT取 能电源工作不正常时，立即给激光驱动单元发出控制命令启动激光电源为高压/超高压输电系 统供电；当CT取能电源恢复正常工作时，激光送能电源自动退出运行，处于热备用状态。CT取能电路由一次CT、 二次CT、整流桥T1 T4、串联二极管Gl Gn (5^《50)、滤波、 电压变换和稳压电路组成， 一次CT固定在高压母线上，其余部分均位于平台负载内，其中整 流桥和串联二极管固定在散热器上，该CT取能电路的串联二极管G广Gn也可以由做成集成形 式的硅堆代替。作为本技术的一种改进，检测和控制单元包括对该激光送能电源和CT取能电源并联电 路工作情况进行检测的检测单元和对检测信息进行分析和发出相应控制命令的地面控制单 元，该检测单元和地面控制单元之间用通信光纤连接。作为本技术的另一种改进，CT取能电路和激光送能电路的并联是通过二极管实现的， 该CT取能电源和激光送能电源先分别与一只二极管串联，然后两个串联支路并联。作为本技术的又一种改进，该混合供电电源还包括一个储能单元，该储能单元的核心 元件可以是一个超级电容，该超级电容容量范围为0. 1F—1000F。该储能单元位于CT取能电 源的输出端，通过二极管跟CT取能电源并联后再通过二极管同激光送能电源回路并联。本技术还有一种改进，高压/超高压输电系统平台上下电气隔离采用的是光纤。采用以上技术方案，并联电源检测和控制功能实现了 CT (电流互感器)取能电源和激光送 能电源根据实际运行情况的自动切换，因此本技术高压/超高压输电系统混合供电电源不依赖于高压/超髙压输电系统线路的工作情况，能够为高压/超高压输电系统提供连续的电源 供给，且连续工作寿命长、成本较低。储能单元使CT取能电源和激光送能电源之间的切换对 于负载来说是平滑、无缝的。另外采用本技术技术方案，由于CT (电流互感器)取能电 源直接取用超高压线路的能源，与高压平台等电位，而且其稳压电路设计简单可靠，具有很 强的抗电磁干扰能力，激光送能电源采用激光传输能量，也很好的避免了电磁干扰问题，同 时，滤波和电压变换都采用的是屏蔽模块化设计，其电磁兼容能力都已经达到四级标准，所 以本技术供电装置具有极强的抗电磁干扰能力。以下结合附图和实施方式对本技术作进一步详细的说明附图说明图1是本技术高压/超高压输电系统混合供电电源的原理框图。图2是本技术高压/超高压输电系统混合供电电源中的CT取能电源原理框图。 图3是图2所示CT取能电源的硬件结构示意电路。图4是图1所示本技术高压/超髙压输电系统混合供电电源中CT取能电源和激光送能 电源并联及检测示意电路。图5是地面控制单元硬件结构图。图6是激光控制主程序流程图。具体实施方式本技术高压/超高压输电系统混合供电电源包括激光送能电源、与该激光送能电源并联 的CT (电流互感器)取能电源、以及一个对该激光送能电源和CT取能电源并联电路工作情 况进行监测和控制的单元。激光送能电源和CT取能电源并联后共同为高压平台上的负载供 电，同时通过送能光纤和通信光纤与地面设备进行能量和信息的传输。图1所示为本实用新 型高压/超高压输电系统混合供电电源的原理框图，主要完成从高压线路取得能量并通过整流 滤波转换为直流电、发生激光并通过光纤将激光传输至高压平台、接收激光并将激光能量转 换为直流电、检测平台并联电源运行状态并将检测信息通过光纤下发到地面、接收高压平台 下传的检测信息并与其他装置通过CAN网进行通讯、通过储能单元对数据采集装置进行无间断供电等功能。图1中，地面激光驱动单元10为激光二极管9提供激光驱动电流，激光二极管9发生激光 后通过送能光纤7将激光能量发送到平台上，平台上的光伏转换器件5将激光能量转换为直 流电，与CT取能电源并联共同为负载供电。电源检测单元6实时检测CT取能电源和激光送 能电源的运行情况，电源检测信息在平台上转换为光信号后，通过通信光纤下发至地面部分。 地面部分可以通过CAN网和其他装置进行通信，通信协议符合CAN2.0A标准。检测单元6采 用带有电压比较功能的电路对并联电压进行检测，电压比较电路主要由电压比较器LM119、 三端稳压源以及与要求电压相匹配的电阻电容组成，通过比较器判断取能电源电压是否达到 要求的定值，比较器输出高低电平来驱动ST接口的HFBR-1414光发送器发光或不发光，然后 通过光纤将检测信号通过光通道发送到地面，地面控制单元11通过ST接口的HFBR-2412接 收信号。地面控制单元11对平台上下发的检测信息进行分析，当检测信息表明CT取能电源 正常工作时(高压线路和CT取能电源自身都工作正常时)，发出控制命令给激光驱动单元IO， 使激光送能电源处于热备用状态，以延长激光送能电源的工作寿命；当检测信息表明CT取能 电源工作不正常时(线路故障、检修、轻载或CT取能电源自身故障时)，立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压／超高压输电系统混合供电电源，其特征在于：所述高压／超高压输电系统混合供电电源包括一个ＣＴ取能电源和一个激光送能电源，该ＣＴ取能电源与激光送能电源并联；所述高压／超高压输电系统混合供电电源还包括一个对该激光送能电源和ＣＴ取能电源并联电路工作情况进行检测和控制的单元。

【技术特征摘要】
1、一种高压/超高压输电系统混合供电电源，其特征在于所述高压/超高压输电系统混合供电电源包括一个CT取能电源和一个激光送能电源，该CT取能电源与激光送能电源并联；所述高压/超高压输电系统混合供电电源还包括一个对该激光送能电源和CT取能电源并联电路工作情况进行检测和控制的单元。2、 根据权利要求1所述的高压/超高压输电系统混合供电电源，其特征在于所述激光送 能电源包括一个地面激光驱动单元(10)、激光二极管(9)、送能光纤(7)和一个高压/超高 压平台上的光伏转换器件(5),所述地面激光驱动单元(10)为激光二极管(9)提供激光驱 动电流，激光二极管(9)发生激光后通过送能光纤(7)将激光能量发送到平台上，平台上 的光伏转换器件(5)将激光能量转换为直流电；所述检测和控制单元实时检测并联电源的工作情况，当检测信息表明CT取能电源正常工作 时，发出控制命令给激光驱动单元(10)，使激光送能电源处于热备用状态；当检测信息表明 CT取能电源工作不正常时，立即给激光驱动单元(10)发出控制命令启动激光电源为高压/ 超高压输电系统供电；当CT取能电源恢复正常工作时，激光送能电源自动退出运行，处于热 备用状态。3、 根据权利要求l所述的高压/超高压输电系统混合供电电源，其特征在于所述CT取能 电源由一次CT、 二次CT、整流桥T1 T4、串联二极管Gl Gn、滤波、电压变换和稳压电路 组成， 一次CT固定在高压母线上，其余部分均位于平台负载内，其中整流桥和串联二极管固 定在散热器上，该CT取能电源的串联二极管Gl Gn也可以由做成集成形式的硅堆代替。4、 根据权利要求l、 2和3中任一项所述的高压/超高压输电系统混合供电电源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧文，袁洪亮，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]