基于并联谐振的双磁路在线取电方法研究

在线取电装置对高压输电线路监测设备稳定供能有重要作用。针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题,提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中,通过其中一磁路并联电容,使磁路励磁电感与电容发生谐振或脱离谐振,控制该磁路阻抗值从而控制流入另一取电磁路的电流和取电功率。利用Maxwell软件对取电磁心进行有限元分析,由Simplorer软件搭建取电装置模型,与Maxwell进行联合仿真,通过对磁场与电路耦合分析,验证了该取电方法的正确性。初步搭建的取电装置实验表明,取电功率满足高压输电线路监测设备需求,为取电装置的进一步试制奠定了基础。     

基于PWM自适应稳压电流互感器的取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出的问题,在常规PWM稳压控制基础上设计了一种当母线电流变化时自适应稳定输出取能负载电压的在线取能装置。在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载两端电压与输电线路母线电流之间的关系。通过在负载前引入开关管和滤波电路,在不考虑开光发热和死区时间的基础上由PWM脉冲信号控制导通与关断,解决电流过大时能量的溢出问题。给出了稳压电路的实现形式,建立了整个装置的等效模型。通过构建Matlab/Simulink仿真实验平台,证明了该方法能够在母线电流变换的条件下达到自适应调节取能负载两端电压的效果,有效地改善取能装置在宽范围输入电流下的发热状况。     

采用双磁路的电流互感器在线取电方法

针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题,提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中,一个两半圆磁芯安装于输电线路上,通过二次侧接入电容使磁路中的励磁电感与电容发生并联谐振,增大该磁路阻抗值,从而控制线路上的电流更多流入双磁路另一磁路线圈,并通过该磁路实现内部阻抗与外部负载值匹配,获取最大功率。基于该取电方法,提出调整谐振电容的磁芯防饱和方法,使取电装置维持高取电功率的同时正常工作。采用Maxwell与Simplorer的联合仿真验证了该取电方法的正确性和线路谐波情况下的适用性。初步搭建的取电装置实验表明,双磁路取电功率满足高压输电线路监测设备需求。     

基于电压源型PWM整流电路的输电线路测量与感应取电一体化互感器实现方法

输电线路在线监测技术是实现能源互联与输配电系统安全稳定运行的重要保障。传统的电流互感器（CT）为在线监测设备供电时,输电线电流的大范围波动,不仅会导致小电流时CT取能不足、大电流时CT磁心饱和的问题,而且会进一步影响输电线路电流实时监测的准确性。针对上述问题,该文提出一种基于电压源型PWM整流电路（VSR）的测量与感应取电一体化互感器的实现方法,根据CT一次电流的大小控制VSR工作在不同模式,实现CT二次侧阻抗从容性到感性的动态调节,保证取电CT在一次电流大范围变化时,维持稳定的输出电压。同时通过对二次侧等效阻抗及励磁电流进行等效建模及计算,从而实现对一次电流的精确测量。仿真与实验验证了该方案的有效性。     

一种改进的输电线缆取电电源的研究

本文针对基于开口式磁芯的常规电流互感器取能电源输出功率小、传递效率低的特点,在分析在线取能电源等效电路模型的基础上,为了让在线取能电源在给定负载情况下能够实现大功率、高效率输出,提出了在电流互感器副边并联匹配电容实现并联谐振大幅度增加线路阻抗从而抑制线路电流,通过分流将输电线路的负荷电流导入负载实现功率输出。通过建立电流互感器电路模型,给出了整流电路的控制方法,并且进行了数学推导。最后,通过simulink仿真与实验验证,结果显示改进的取电电源取得的能量比常规电流互感器取能在相同条件下能够获取更多电能。     

一种高压取电电源的研究与实现

越来越多的电子设备出现在智能电网中,用来实现测量、通信或控制功能,但其需要通过从高压母线上取电作为工作电源。为了改进电压互感器和电流互感器取电的不足,提出了一种新的电容限流降压型高压取电电路。电路由高压电容、隔离变压器一次绕组串联组成高压取电一次回路,变压器二次绕组并联分压电容和串联匹配电感来实现稳压输出。对电路各元件的参数选取进行了分析,设计了能耗型和电容限压型两种过电压保护电路,并在不同负载下对取电电路进行了实验。实验结果表明所设计的电路输出功率稳定,安全可靠。     

高压输电线路在线监测装置供能电源的研制

为解决高压输电线路在线监测装置的供电问题,研制了一种新的电源供电方法:通过电流互感器线圈从输电输路上获取电能,采用控制电路控制后端储能电路的通断,为负载提供稳定的3.4 V直流电能,有效地解决了高压线路的电子设备的电源问题。基于此设计研制的电源经测试表明,该方法能在导线电流50~1 000 A范围提供安全稳定的电能,电源还设计了提高电源可靠性的措施,在线路遭受雷击或短路时可实现自我保护。     

电力电缆在线监测系统的感应取电电流互感器参数选择与优化

针对电缆线路在线监测系统感应取电的电流互感器(TA)参数选择问题,通过建立TA的简单拓扑模型,得到TA二次侧电压波形接近方波,可据此计算流入整流滤波电路的电流平均大小,并进一步推导负载获得最大功率条件,及励磁电抗和一次电流、负载电压和电阻之间的数学关系。通过考虑大电流工况限制及限定启动电流使负载电压和输出功率最大化等约束条件,确定感应取电TA的参数。仿真和试验证明了该方法能够精确计算TA取电装置的启动电流,并使负载工作点高度趋近功率峰值。     

一体化高压电能表传感和供能技术的研究

传统的高压电能计量装置由高压部分的电压传感器、电流互感器以及低压部分的电能计量装置组成,系统的整体准确度无法确定,并且存在容易窃电的缺点。提出一种直接在高压端进行电能计量的一体化高压电能表方案,将电子式互感器和电子式电能表相结合。该系统采用低功率铁心线圈电子式电流互感器和电容分压型电子式电压互感器作为传感单元,并且通过高压母线感应取能,实现隔离式在线供电。实验数据表明,所采用的电压和电流互感器以及供能电路可以满足工程需求。     

高压直流电流测量装置的应用现状与研究进展

高压直流电流测量装置为高压直流输电系统的线路控制和保护提供输入信号。随着我国直流输电系统电压等级的不断升高,系统中的直流电流的测量已成为一个新课题。文章首先综述了已在国内外直流输电工程中运行的高压直流电流测量装置的结构和工作原理,指出各自存在的问题。然后介绍了我国在高压直流电流测量技术领域的研究进展,主要涵盖零磁通直流电流互感器、有源式直流电流互感器、全光纤式直流电流互感器、基于巨磁电阻效应的直流电流互感器和基于光纤光栅器件的直流电流互感器,希望能为未来高压直流电流测量装置的设计、实施与运行维护提供有益的参考。