一种电容取电设计制造方法技术

本发明专利技术公开了一种电容取电设计制造方法，其特征在于，所述方法包括：在CCL型、CL型和CVT型基本电容取电原理图中选择CL型电容取电方案；根据选择的CL型电容取电方案以及在取电电流的设计值小于10mA上设计整体方案；再根据整体方案进行取电变压器及配套电容设计、一次电流小于10mA时，取电功率最大化设计、取电方案的保护设计。本发明专利技术相比传统PT取电技术，更能减少谐振发生、成本低、更安全等。更安全等。更安全等。

【技术实现步骤摘要】
一种电容取电设计制造方法


[0001]本专利技术涉及一种电容取电设计制造方法，属于电容取电


技术介绍

[0002]目前10kV户外架空线路配网设备中多采用传统电磁型电压互感器作为取电电源，电磁型电压互感器存在体积大、成本高、安装不方便的问题，且大量应用会带来铁磁谐振的风险，影响线路的安全性。此外，在线路中大量安装使用电磁型电压互感器后，现场将不能通过测试线路的绝缘电阻或者耐压试验来进行一次侧线路的绝缘诊断和故障点查找，不利于线路的验收和运维。
[0003]传统的电磁型电压互感器取电技术易造成线路发生谐振、爆炸等多种不利因素影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电容取电设计制造方法，以解决现有技术的电磁型电压互感器取电技术易造成线路发生谐振、爆炸的缺陷。
[0005]一种电容取电设计制造方法，所述方法包括：在CCL型、CL型和CVT型基本电容取电原理图中选择CL型电容取电方案；根据选择的CL型电容取电方案以及在取电电流的设计值小于10mA的基础上进行整体方案设计；再根据整体方案进行取电变压器及配套电容设计、一次电流小于10mA时取电功率最大化设计、取电方案的保护设计。
[0006]进一步地，所述选择电容取电中的变压器的方法包括：根据降低变压器的损耗和提高励磁阻抗指标，选择芯式结构；确定变压器原边电压V1、副边电压V2及其功率；确定铁芯电磁参量；计算一次侧和二次侧的绕组匝数及各绕组的厚度，根据绕组的厚度及线圈结构的参量选择与铁芯匹配的骨架；计算空载电流、初级电流、导线直径并选择合适的漆包线；核算电压比及电压调整率；计算损耗、 温升及效率。
[0007]进一步地，所述方法还包括：根据变压器副边电压，计算出相应输出功率要求下的变压器参数和取电电流大小，然后进行设计对应的变压器和谐振电容。
[0008]进一步地，所述线圈结构的参量包括绝缘等级、骨架选择、试验电压、端空距离、绝缘材料、绝缘层数、绕组安排、每层匝数、层数和各绕组导线长度。
[0009]进一步地，所述电容取电采用取电模块化，使用有机硅电源灌封胶EP3216进行灌
封。
[0010]进一步地，所述电容取电包括过流保护和过压保护；进一步地，所述方法包括：在取电电流小于10mA的基础上对选择的变压器进行优化以达到取电功率最大化，所述优化方法包括：对一次侧输入电压进行适当提高，使变压器的输出功率间接提高进而满足变压器输出功率值；使用高磁导率材料的变压器磁芯。
[0011]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：传统的电磁型电压互感器取电技术易造成线路发生谐振、爆炸等多种不利因素影响，因此可采用电容取电的方式，还可以实现与开关本体的一体化设计，更加轻便；其通过高压电容降压，产生控制电源和驱动电源的方式来实现；本专利技术相比传统 PT取电技术，更能减少谐振发生、成本低、更安全等。
附图说明
[0012]图1为本专利技术参考的CCL型基本电容取电原理图；图2为本专利技术参考的CL型基本电容取电原理图；图3为本专利技术参考的CVT型基本电容取电原理图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0014]本专利技术公开了一种电容取电设计制造方法，所述方法包括：步骤1，在CCL型、CL型和CVT型基本电容取电原理图中选择CL型电容取电方案；步骤2，根据选择的CL型电容取电方案确定取电设备取电电流值；步骤3，根据取电设备的电流值选择电容取电中的变压器。
[0015]请参阅图1
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3详细介绍取电方案的选择，CCL型基本电容取电原理图；图2，CL型基本电容取电原理图；图3，CVT型基本电容取电原理图。以下通过对比图1、图2和图3的三种取电方案的优劣，选择合适的方案：图1中C1表示高压臂分压电容，C2表示低压臂分压电容，T表示中间变压器，圈1指的是整流与滤波，圈2指的是保护与稳压滤波；图2中C1表示高压臂分压电容，T表示中间变压器，圈1指的是整流与滤波，圈2指的是保护与稳压滤波；图3中C1表示高压臂分压电容，C2表示低压臂分压电容，圈1指的是整流与滤波，圈2指的是保护与稳压滤波。
[0016]（1）在电容C1与变压器T、一次电压、及等效负载相同前提下CCL型比CL型：原边电压低，输出功率小，负载电压低；（2）在CCL型与CL型：两种电路都在能满足取电功率的前提下，CCL串联分压型电路轻载或者空载时不会过电压，比CL限流型取电电路更可靠；（3）CCL由于分压电容C2的存在，并且要求C2和Cl是相同材料制成才能在环境变化时，两个电容各种参数变化率保持一致、不影响分压，因此导致成本更高些；
（4）CVT型与CCL型相比，在一次侧串联一个电感器作为补偿消除并联谐振电容带来容性阻抗的影响，回路中的阻抗较小；（5）同等条件下CL型变压器一次侧电压稳定性相对CCL型和CVT型差；（6）CVT型存在铁磁谐振问题，导致绕组励磁电流迅速猛涨，严重时可能烧毁绕组甚至发生爆炸。
[0017]综合以上对比结果，设计上采用CL型电容取电方案，只要做好防护及保护，是一种比较理想取电方式。采取此种形式高压电容取电，取电电源提供的功率不受输电线路电流大幅度波动的影响，取电电源提供的功率不受外界变化的环境因素影响。
[0018]步骤2中，取电电路电流是由高压电容C1漏电流决定，C1越大，主电路电流也越大，同时变压器分得的电压也越高，电路能够输出的最大功率也会增大。但是由于高压电容C1容量都比较小，并且随着电压等级的升高，想提高Cl的容量付出的成本也会大大增加，因此为了配合功率输出，取电变压器通常设计为中压变压器。变压器的效率是影响整个取电电路效率的关键因素，因此，降低变压器的损耗和提高励磁阻抗是设计变压器的重要指标。变压器铁芯主要有芯式和壳式两种，芯式铁芯与壳式铁芯相比，具有散热好、铜损小、漏感小、电磁性能好、铁损小、励磁阻抗大的优点，故变压器铁芯选择芯式结构。
[0019]整个取电电路能否输出10W的功率，很大程度取决于前级电路的设计，而在前级中，变压器的参数设计则是重点。变压器的效率是整个取电电路效率的关键因素，由于实际变压器的励磁阻抗不可能无限大，同时其空载损耗也不能忽略。所以，变压器设计时要有较低的损耗和较高的励磁阻抗。而且通过前文分析可知，分压电容器的大小决定着取电电流的大小，同时也决定着变压器原边的分压大小。增大分压电容器的容量，取电电流也将增大，电压器原边电压也增大，输出功率也会增大。但是随着电压等级的提高，增加分压电容容量所花费的成本也将提高。因此，考虑到输出功率、设备体积和成本的关系，取电变压器通常设计为中低压变压器。
[0020]其简单的设计步骤如下：第一步：确定设计要求，变压器原边电压V1、副边电压V2和其功率；第二步：选择铁芯，确定电磁参量；第三步：计算一次侧和二次侧绕组匝数；第四步：计算空载电流、初级电流、导线直径并选择合适的漆包线；第五本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容取电设计制造方法，其特征在于，所述方法包括：在CCL型、CL型和CVT型基本电容取电原理图中选择CL型电容取电方案；根据选择的CL型电容取电方案以及在取电电流的设计值小于10mA上设计整体方案；再根据整体方案进行取电变压器及配套电容设计、一次电流小于10mA时，取电功率最大化设计、取电方案的保护设计。2.根据权利要求1所述的电容取电设计制造方法，其特征在于，所述选择电容取电中的变压器的方法包括：根据降低变压器的损耗和提高励磁阻抗指标，选择芯式结构；确定变压器原边电压V1、副边电压V2及其功率；确定铁芯电磁参量；计算一次侧和二次侧的绕组匝数及各绕组的厚度，根据绕组的厚度及线圈结构的参量选择与铁芯匹配的骨架；计算空载电流、初级电流、导线直径并选择合适的漆包线；核算电压比及电压调整率；计算损耗、 温升及效率。3.根据权利要求1所述的电容取电设计制造方法，其特征在于，所述方法还包括：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周红军，吴东宁，沈胜，丁勇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司建湖县供电分公司，
类型：发明
国别省市：