本发明专利技术公开了一种适用于环网柜的超级电容型电源装置，采用两路CT互感器并联从线路上感应取电，CT互感器与感应电源模块连接，CT互感器取电后经感应电源模块处理后为负载提供供电，同时给超级电容充电，并用太阳能供电装置作为取能的补充给超级电容充电。本发明专利技术的供电装置，与环网柜在线监测系统使用的供电装置相比，由于采用了CT（钳）取电，在环网柜中安装监测设备时无须停电，无须改造环网柜大大节省了工作量；采用超级电容作为储能装置替代化学能蓄电池，降低了运行期间的维护工作量，显著提高了设备使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于环网柜的超级电容型电源装置，属于电力
技术介绍
目前，随着国网公司智能电网战略的提出，配电网自动化有了新的内涵，相关的技术研究也逐步开展起来，其主要关注点在于自动化和智能化。环网柜能分合、承载负荷电流、环网电流，是环网供电系统中的重要设备。对环网柜内各种设备的健康状态和运行状态的监测是配电自动化系统的主要内容之一。由于环网柜安装地点大多在户外，柜内通常都不提供电源，给柜内的传感器、通讯设备供电的电源装置需要具备取能能力，在配网故障时电源还应当能够保持给通讯设备通电以传送故障信息。现有电源装置大多采用PT或太阳能取电、化学能蓄电池储能，有几个较大的不足，一是PT体积大，而柜内空间小，安装PT后影响环网柜的检修、维护；二是安装PT需要停电，需要对环网柜进行改造才能把PT的一次侧接入线路，若推广使用工程量巨大，而且需等待停电检修的时间才能实施，实施周期长；三是化学能储能装置如铅酸蓄电池循环使用次数少、大多需要不定期的维护，而环网柜安装数量大，分布广泛，所以电源的后期维护工作繁重；四是太阳能取电受限于环网柜所处的地理位置和天气影响，功率较小且取能不稳定。由于现有电源装置的缺点，环网柜在线监测无法得到大范围的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种新型的供电装置集成方案，采用超级电容作为储能装置，CT和太阳能两路取能，解决现有环网柜在线监测系统所用电源装置的循环使用次数少、维护量大，体积大且需要停电改造现有的环网柜等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案: 一种适用于环网柜的超级电容型电源装置，其特征是，采用两路CT互感器并联从线路上感应取电，CT互感器与感应电源模块连接，CT互感器取电后经感应电源模块处理后为负载提供供电，同时给超级电容充电，所述超级电容同时由太阳能供电装置作为取能的补充充电。所述感应电源模块中包括分别与两路CT互感器连接的主可控整流模块和辅可控整流模块，经所述主可控整流模块和辅可控整流模块整流后的电流进入电势湖，并由一主控单元根据对电势湖的取样电流控制主PWM变换模块，通过所述主PWM变换模块控制向负载输出电压，或通过所述主PWM变换模块控制充放电控制模块向超级电容充电。当所述CT互感应取能不足以支持负载的电能需求时，由所述感应电源模块控制超级电容放电维持负载工作。所述CT互感器和所述感应电源模块间由双芯电缆连接。所述负载包含设置在环网柜中的传感器和通讯设备。本专利技术与已有电源装置的不同在于:1)已有技术无论采用何种供电方式，都是单一的取能模式，且储能装置是化学能的蓄电池；本专利技术采用两种取能模式组合的形式，即感应电源模块与太阳能取电模块组合，储能装置为超级电容。2)现有技术也有采用感应取电的应用，但由于配网线路用电低谷时电流小，此时CT取电的功率小到不足以给传感器、通讯设备供电，故只能采用PT取电；本专利技术采用两个开口式CT钳并联的方式取电，同时使用太阳能供电作为补充，克服了单CT取电在线路用电低谷时功率过小的缺陷，同时具有CT钳取电体积小、可带电作业的优点。本专利技术所达到的有益效果: 本专利技术的供电装置，与环网柜在线监测系统使用的供电装置相比，由于采用了 CT (钳)取电，在环网柜中安装监测设备时无须停电，无须改造环网柜大大节省了工作量；采用超级电容作为储能装置替代化学能蓄电池，降低了运行期间的维护工作量，显著提高了设备使用寿命。附图说明图1为超级电容型太阳能UPS电源工作原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术采用两路CT互感器并联从线路上感应取电，CT互感器与感应电源模块连接，CT互感器取电后经感应电源模块处理后为负载提供供电，同时给超级电容充电，超级电容同时由太阳能供电装置作为取能的补充充电。感应电源模块中包括分别与两路CT互感器连接的主可控整流模块和辅可控整流模块，经主可控整流模块和辅可控整流模块整流后的电流进入电势湖，并由一主控单元根据对电势湖的取样电流控制主PWM变换模块，通过主PWM变换模块控制向负载输出电压，或通过主PWM变换模块控制充放电控制模块向超级电容充电。本专利技术方法的主要思路和具体步骤如下: 主要思路为:在配网线路正常工作且不处于用电低谷时利用感应取电给传感器、通讯设备供电，感应取电装置和太阳能供电装置同时给超级电容充电；线路故障时超级电容放电给传感器、通讯设备供电。具体实现方案如下: (I)感应取电:利用电磁感应原理，通过使用饱和线圈，采用开口式CT钳提取电缆线路上感应交流电压，然后经过整流、滤波和稳压后给传感器、通讯设备供电，同时为超级电容提供电能。安装时每个电源装置连接两个CT，每个CT卡在一条不同的线路上。主要参数为: 取能互感器绝缘:IOkV ； 主输出电压:12V±1% ； 唤醒电流:10A; 最大输出功率:20W; 功流比:0.22 ; 2W负载一次电流:18A ； 5W负载一次电流:35A ； 最小满载一次电流:105A; 储能电容耐压:15V; 储能电容容量:不限； 最大电缆外径:38mm。(2)太阳能充电:在感应取电的同时，通过太阳能装置产生电能对超级电容充电，太阳不充足、阴雨天气电流较小，也可以被超级电容吸收存储起来。超级电容不能对太阳能装置放电。太阳能供电装置主要参数为: 材质:多晶娃; 型号:YF-P20 ； 额定功率:20W ； 尺寸:363祁29氺25 (MM)； 工作电压:17.2V ； 工作电流:1.16A。超级电容放电:夜晚配网线路电流较小时，感应取能不足以支持传感器和通讯设备的电能需求，此时超级电容放电以维持传感器和通讯设备工作。 下面结合图1，说明电超级电容太阳能UPS电源工作实现步骤。其中，图1中的端子排说明如下: OLl:过载(导线电流不足)告警输出端I ; 0L2:过载(导线电流不足)告警输出端2 ； Gnd:电源地； Vo+:+24V电压输出，输出电流不大于IA ； C+:储能电容正极，电容耐压要求不小于15V; C -:储能电容负极； COMU COM2:主取能互感器输入端子； S1、S2:辅取能互感器输入端子。接线说明如下: 取能互感器和感应电源模块间由截面积为2.5mm2的双芯电缆联接，联接时无需考虑电流相位，即双芯电缆可以分别任接于取能互感器的二次接线柱上。为保证安全，取能互感器外壳和感应电源模块外壳均应可靠接地。具体实现步骤如下: I)采用电势湖技术和高频隔离DC/DC变换技术，对电缆中的电流进行感应取电，满足了高压电流冲击和负载跳变等多种恶劣情况下的安全供电要求，同时采用PWM控制技术，仅在导线电流大于负荷取电要求时进行充电，既延长了储能电容寿命，又提升了充电效率，且可实现储能电容的带电无冲击更换。2)太阳能组件能在感应取电的同时为超级电容直接充电，即使太阳光不充足、阴雨天气使得通过太阳能板的电流过小，其光能也可以被超级电容吸收存储起来。3)当感应电流过小，不足以维持监测设备供电时，超级电容自动给监测设备的供电，以维持监测设备的正常工作。以上所述仅是本专利技术的优选实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于环网柜的超级电容型电源装置，其特征是，采用两路CT互感器并联从线路上感应取电，所述CT互感器与感应电源模块连接，CT互感器取电后经所述感应电源模块处理后为负载提供供电，同时给超级电容充电，所述超级电容同时由太阳能供电装置作为取能的补充充电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢林枫，张斌，郑海雁，王红星，陈华桂，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，江苏省电力公司淮安供电公司，江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
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