結(jié)合超級電容和鋰電池的電流互感器取能電源研究.pdf

1、輸電線路在電網(wǎng)構(gòu)架中承擔(dān)著電能輸送的作用,若發(fā)生故障后將對整個電網(wǎng)造成巨大影響,在線監(jiān)測技術(shù)為輸電線路的安全運行提供了保障。由于輸電線路電壓等級高,所處環(huán)境復(fù)雜,監(jiān)測設(shè)備的電源供給問題一直是制約在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。
　　本文對現(xiàn)有供電電源進行了歸納總結(jié),并在前人研究的基礎(chǔ)上,針對本實驗室的雷電計數(shù)器遠程監(jiān)測系統(tǒng)研制了一種結(jié)合超級電容和鋰電池的電流互感器(CT)取能電源。該電源利用CT通過電磁感應(yīng)從高壓側(cè)輸電線路上截取能量,

2、經(jīng)過后續(xù)電路處理后輸出穩(wěn)定直流電壓為監(jiān)測設(shè)備供能。研究CT進行功率傳輸?shù)幕倦姶抨P(guān)系,建立取能電源等效電路模型,分析各參數(shù)對CT輸出功率的影響,實現(xiàn)參數(shù)匹配以保證CT處于高效率取能狀態(tài)。依照分級供能的原則對電源進行系統(tǒng)和硬件電路設(shè)計,使用鋰電池作為備用電源,針對線路電流的變化使電源工作在不同狀態(tài),電源具有良好的適應(yīng)性。利用超級電容的電壓鉗制作用有效防止鐵芯飽和,其瞬時大功率特性能夠滿足帶有通信模塊的監(jiān)測設(shè)備的需求;鋰電池作為備用電源在線

3、路電流較小時自動接入為監(jiān)測設(shè)備續(xù)能,消除了取能死區(qū);開關(guān)管和繼電器自動調(diào)節(jié)電源工作狀態(tài),以適應(yīng)線路電流的大范圍變化;過壓保護、過流保護、鋰電池充放電保護模塊有效的保證了電源安全穩(wěn)定的運行。
　　通過模擬實驗對電源的不同工作狀態(tài)進行測試,結(jié)果表明:在0到800A的線路電流范圍內(nèi),鐵芯均不會飽和,電源能以5V直流電壓實現(xiàn)2.5W穩(wěn)定功率輸出,例如:當(dāng)線路電流小于70A時,電源需鋰電池輔助供能(輸電線徹底斷電時,鋰電池能單獨供能2小時以