一种由电流互感器供电的直流电源制造技术

本发明专利技术涉及一种由电流互感器供电的直流电源，该直流电源包括隔离型电源变压器和充电电路；直流电源还包括控制保护电路和报警电路；隔离型电源变压器包括三个绕组；所述三个绕组包括一次侧绕组和二次侧绕组；隔离型电源变压器的一次侧绕组通过双绞线或电缆连接电流互感器CT的二次侧绕组；隔离型电源变压器的二次侧绕组包括充电绕组和控制绕组；充电绕组的输出端通过电缆与所述充电电路连接；控制绕组的输出端通过电缆与所述控制保护电路连接；隔离型电源变压器的一次侧绕组和二次侧绕组之间采用绝缘措施和屏蔽措施；报警电路与所述充电电路连接。该直流电源可用于为电力系统串补用火花间隙的触发控制电路在各种工况下的稳定工作提供电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电子或电カ
，具体讲涉及关于电力系统串补用火花间隙触发控制电路的供电电源，尤其涉及到ー种由电流互感器供电的直流电源。
技术介绍
电カ系统串补用火花间隙触发控制电路的供电电源处位置在串补平台上，对地电位很高，电磁环境较为复杂，要求电源长期工作的可靠性极高。目前，通常使用激光送能的方式解决高电位下电子电路供电的问题。此种方法受激光管寿命的影响较大，且成本很高。自2001年开始，中国电科院高压所开始自主研发超高压交流输电线路可控串补成套设备，力争在几年内使所有串补设备实现具有自主知识产权的国产化。由于火花间隙是需国产化的串补设备之一，其附属的触发系统以及与之配套的供电电源也需要自主开发。仅原北京伏安电气公司对串补用火花间隙触发控制电路的供电电源进行过相关的研制工作。当时的解决方案是通过多绕组隔离型电源变压器分别进行充电和控制，并由各个充电绕组及其充电电路分别直接输出所需要的±5V电压和±15V电压的直流电源。后来在实际应用中发现，这种解决方案存在ー些缺点，一是隔离型电源变压器绕组太多(六个绕组)，不利于加工；ニ是充电电路中使用的电子元器件较多，不利提高可靠性和小型化设计；三是隔离型电源变压器绕组杂散參数对充电电压均衡度影响很大，エ艺控制困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种由电流互感器供电的直流电源，该直流电源可用于为电力系统串补用火花间隙的触发控制电路在各种エ况下的稳定工作提供电能。一种由电流互感器供电的直流电源，所述直流电源包括隔离型电源变压器和充电电路；其改进之处在于，所述直流电源还包括控制保护电路和报警电路；所述隔离型电源变压器包括三个绕组；所述三个绕组包括一次侧绕组和二次侧绕组；所述隔离型电源变压器的一次侧绕组通过双绞线或电缆连接电流互感器CT的ニ次侧绕组；所述隔离型电源变压器的二次侧绕组包括充电绕组和控制绕组；所述充电绕组的输出端通过电缆与所述充电电路连接；所述控制绕组的输出端通过电缆与所述控制保护电路连接；所述隔离型电源变压器的一次侧绕组和二次侧绕组之间采用绝缘措施和屏蔽措施；所述报警电路与所述充电电路连接。优选的，所述隔离型电源变压器的一次侧绕组的输入端通过双绞线和屏蔽电缆连接电流互感器CT的二次侧绕组的输出端；所述控制绕组的匝数与所述一次侧绕组的匝数相同；所述充电绕组的匝数与所述一次侧绕组的匝数比在3-12之间。优选的，所述充电电路包括储能电容器Cl、全波整流桥BG1、过电流保护元件FUSE1、分压器和线性稳压电路；所述隔离型电源变压器的充电绕组的输出端通过全波整流桥BGl整流后对所述储能电容器Cl充电；当充电电压达到3-10V吋，由所述线性稳压电路的稳压芯片Ul输出电压分别经El端口和Fl端ロ至控制保护电路和报警电路；所述分压器输出电压经E2端ロ传输给所述控制保护电路；由所述储能电容器Cl引出F2端ロ与所述报警电路连接。较优选的，所述线性稳压电路包括稳压芯片U1、ニ极管Dl和电容器C2 ;所述分压器包括电阻Rl和R2。较优选的，所述隔离型电源变压器的充电绕组的输出端通过双芯电缆分别与全波 整流桥BGl和过电路保护元件FUSEl连接；所述全波整流桥BGl分别与储能电容器Cl和稳压芯片Ul连接；所述ニ极管Dl与稳压芯片Ul并联；所述电容器C2两端分别与ニ极管Dl和地连接；所述电阻Rl和R2分别与储能电容器Cl的两端连接。优选的，所述控制保护电路包括逻辑判断単元和自保护电子开关；所述逻辑判断単元和自保护电子开关并联；所述逻辑判断単元參考电压芯片U4、滞回比较器U2、三极管Q1、电阻R3、ニ极管D2和光电隔离芯片U3 ；所述參考电压芯片U4与滞回比较器U2的正向端ロ连接；由所述E2端ロ传输的电压信号输入到滞回比较器U2的反向端ロ ；所述滞回比较器U2、三极管Q1、电阻R3、ニ极管D2和光电隔离芯片U3依次连接；所述三极管Ql的发射级接地；所述自保护电子开关包括晶闸管SCRl和SCR2、以及晶闸管SCRl附属器件和晶闸管SCRl附属器件；所述晶闸管SCRl和SCR2反并联；所述晶闸管SCRl附属器件和晶闸管SCRl附属器件对称设置。较优选的，由所述E2端ロ输入的电压信号和由參考电压芯片U4输入的电压信号通过所述滞回比较器U2进行比较；比较后的电压信号经三极管Ql驱动光电隔离芯片U3 ；再通过光电隔离芯片U3驱动自保护电子开关的晶闸管SCRl和SCR2。较优选的，所述隔离型电源变压器的控制绕组的输出端通过双芯电缆与所述晶闸管SCRl和SCR2连接；所述晶闸管SCRl附属器件包括单向瞬变ニ极管TVS1、快速恢复ニ极管D3、D5和D7以及电阻R4和R6 ;所述晶闸管SCR2附属器件包括单向瞬变ニ极管TVS2、快速恢复ニ极管D4、D6和D8以及电阻R5和R7。较优选的，所述自保护电子开关由所述光电隔离芯片U3的输出电压信号控制导通。优选的，所述报警电路包括參考电压芯片U6、比较器U5、分压器、发光二极管D9和附属元件；所述分压器包括RlO和Rll ;所述附属元件包括电阻R8和R9以及ニ极管DlO ；所述參考电压芯片U6与比较器U5的正向端ロ连接；由所述F2端ロ输入的电压信号经电阻R8连接至比较器U5的反向端ロ ；所述比较器U5的输出端与ニ极管DlO连接；由所述Fl端ロ输入的电压信号经电阻RlI连接至发光二极管D9 ;所述电阻RlO与ニ极管DlO并联。较优选的，当所述储能电容器Cl的电压升高并超过报警阈值且所述由端ロ Fl的输入电压信号经过所述分压器后高于參考电压信号时，所述由比较器U5的输出电压信号点亮发光二极管D9，同时将储能电容器Cl电压超过报警阈值的报警信号通过耦合光电转换器或光纤传送至相关接受装置；所述相关接受装置包括就地监控装置和远程监控设备。与现有技术比，本专利技术的有益效果为I、本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源，其中的隔离型电源变压器绕组数量少，结构简单，且具有很好的绝缘水平和屏蔽措施； 2、本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源，直流电源中包括的元器件数量少，且各个元器件发热量小，损耗低，电源寿命长，可靠性高；3、本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源中的保护报警功能齐备，提高了供电可靠性；4、本专利技术提供的由电流互感器供电的直流供电电源可灵活扩展，只需加入或变更DC-DC直流变换芯片即可满足不同负载的需要；5、本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源能圆满地解决串补平台上火花间隙触发控制电路的电源问题，或长期处于高电位处工作的电子仪器的供电电源问题。附图说明图I是本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源系统结构示意图；图2是本专利技术提供的充电电路原理图；图3是本专利技术提供的控制保护电路原理图；图4是本专利技术提供的报警电路原理图；图5是本专利技术提供的相关电量典型波形示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进ー步的详细说明。如图I所示，图I是本专利技术提供的由电流互感器供电的直流电源系统结构示意图；本专利技术提供的一种由电流互感器供电的直流电源包括隔离型电源变压器、充电电路、控制保护电路和报警电路。隔离型电源变压器的二次侧绕组包括充电绕组和控制绕组；充电绕组的输出端通过电缆与充电电路连接；控制绕组的输出端通过电缆与控制保护电路连接；报警电路与充电电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种由电流互感器供电的直流电源，所述直流电源包括隔离型电源变压器和充电电路；其特征在于，所述直流电源还包括控制保护电路和报警电路； 所述隔离型电源变压器包括三个绕组；所述三个绕组包括一次侧绕组和二次侧绕组； 所述隔离型电源变压器的一次侧绕组通过双绞线或电缆连接电流互感器CT的二次侧绕组； 所述隔离型电源变压器的二次侧绕组包括充电绕组和控制绕组；所述充电绕组的输出端通过电缆与所述充电电路连接；所述控制绕组的输出端通过电缆与所述控制保护电路连接; 所述隔离型电源变压器的一次侧绕组和二次侧绕组之间采用绝缘措施和屏蔽措施； 所述报警电路与所述充电电路连接。2.如权利要求I所述的直流电源，其特征在于，所述隔离型电源变压器的一次侧绕组 的输入端通过双绞线和屏蔽电缆连接电流互感器CT的二次侧绕组的输出端；所述控制绕组的匝数与所述一次侧绕组的匝数相同；所述充电绕组的匝数与所述一次侧绕组的匝数比在3-12之间。3.如权利要求I所述的直流电源，其特征在于，所述充电电路包括储能电容器Cl、全波整流桥BG1、过电流保护元件FUSE1、分压器和线性稳压电路；所述隔离型电源变压器的充电绕组的输出端通过全波整流桥BGl整流后对所述储能电容器Cl充电；当充电电压达到.3-10V吋，由所述线性稳压电路的稳压芯片Ul输出电压分别经El端口和Fl端ロ至控制保护电路和报警电路；所述分压器输出电压经E2端ロ传输给所述控制保护电路；由所述储能电容器Cl引出F2端ロ与所述报警电路连接。4.如权利要求3所述的直流电源，其特征在于，所述线性稳压电路包括稳压芯片U1、ニ极管Dl和电容器C2 ;所述分压器包括电阻Rl和R2。5.如权利要求4所述的直流电源，其特征在于，所述隔离型电源变压器的充电绕组的输出端通过双芯电缆分别与全波整流桥BGl和过电路保护元件FUSEl连接；所述全波整流桥BGl分别与储能电容器Cl和稳压芯片Ul连接；所述ニ极管Dl与稳压芯片Ul并联；所述电容器C2两端分别与ニ极管Dl和地连接；所述电阻Rl和R2分别与储能电容器Cl的两端连接。6.如权利要求I所述的直流电源，其特征在于，所述控制保护电路包括逻辑判断単元和自保护电子开关；所述逻辑判断単元和自保护电子开关并联； 所述逻辑判断単元參考电压芯片U4、滞回比较器U2、三极管Q1、电阻R3、ニ极管D2和光电隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志远，李国富，刘之方，余辉，陈没，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：