高压测量系统感应取能电源设计

高压侧测量系统的供电问题是目前工程应用中的一个难点,研究稳定、可靠、低功耗的供电电源具有重要的工程实用价值.提出了一种通过特制取能线圈直接从高压侧一次母线获取电能的电源方案,重点分析研究了取能线圈的材料、结构、参数及控制电路.采用高转换效率的DC-DC模块降低了电源电路的电能损耗,采用超级电容器可满足瞬间大功率供电,且线路短时间停电时电源可满足长时间持续供电.电源在导线正常电流范围内可提供稳定输出,在短路及冲击电流下可自我保护,并且长期工作能耗低.经过实际运行检验,性能稳定可靠,从而有效地解决了高压侧有源电子设备的电源问题.     

基于TA原理取能的多重有源泄放高压侧电源的研究

介绍了一种基于电流互感器(TA)原理取能高压侧电源的励磁电流调节方法,分析了感应取电器二次电流运行性能数据与示波图,结果表明通过采用多重有源泄放阵列,同时配合超级电容器储能和双重瞬态电压抑制,可为现场监测装置提供能瞬时供出大功率能量的安全电源。     

电压源换流器的高压取能电源设计

介绍了电压源换流器(VSC)的高压输入取能电源的需求,提出了满足3 300 V电压等级的双管反激式高压输入取能电源的设计方法,通过实验和工程应用证明了设计的高压输入取能电源具有输入电压范围宽、启动冲击电流和损耗小、性能可靠等优点,完全满足VSC的子功率模块供电要求。     

基于互感取能的导线监测传感器电源设计

笔者设计了基于互感取能的导线监测传感器电源,该电源利用互感原理,通过取能线圈将高压侧导线上的电能感应到二次低压侧,然后经过整流滤波处理、稳压处理和DC-DC处理后,供在线监测装置使用。基于以上原理做出了具体设计,并且为了应对导线上电流瞬变、电流过大和电流不足等问题,分别采取了加入瞬时过电压保护、过压过流保护和锂电池的措施,其中过压过流保护分为两级,一级针对导线电流正常波动时的保护,另一级针对输电导线异常过流或短路故障时的保护。并搭建实验平台进行测试,最后,用笔者所研制的一种基于该电源的监测装置对其进行了验证。     

高压输电线路CT取能电源的设计

针对输电线路高压侧有源电子设备的能量供给问题,设计了一种为输电线路高压侧有源电子设备供能的电源。首先依据电磁感应原理,设计了一个特制的铁芯线圈,直接从高压侧一次母线获取能量。然后凭借在感应线圈输出端串联一个电感阻抗元件降低了施加在整流桥上的感应电压,并通过继电器反馈回路来泄放CT取能线圈从高压母线上感应的多余能量,保护了后端的DC-DC模块,成功的解决了高压侧有源电子装置的电源问题。     

输电线高电位取能电源的研制

为解决输电线路高压侧在线监测系统的供电问题,研制了一种新的取能线圈。为取能线圈引入气隙磁阻,并通过理论计算与软件仿真,实现对取能线圈的结构、铁心材料、绕组匝数、气隙长度等参数的合理匹配。基于此取能线圈研制的电源经整体测试表明,能在输电导线电流在90~990 A变化范围内安全工作,同时输出2.5~6.1 W的功率,性能稳定。     

电网高压在线监测系统供能电源的设计

介绍了一种应用于电网在线监测系统的电源解决方案。通过为取能线圈引入气隙磁阻,提高电源性能,并通过理论计算与软件仿真,实现对取能线圈的结构、铁芯材料、绕组匝数、气隙长度等参数的合理匹配。     

一种输电线路大功率取能电源的设计

根据变压器工作原理,设计了一种直接安装在输电线路上,输出为12 V/20 W的取能电源。当输电线路流过电流,利用特制的取能线圈可以感应出电势,经过整流、滤波,输出功率供给负载。为了能有效抵抗感应电势的尖波浪涌,加装了前端抗冲击保护,为了充分利用取能线圈输出的能量,采用了电压反馈保护电路,配合储能保护处电路,很大程度提升了电源最大输出功率。在此基础上,搭建取能电源电路,并在物理平台下模拟输电线路长时间流过正常工作电流、短时间(0.5 s)流过故障大电流和遭受雷电冲击的情况,记录取能电源工作状态,数据结果表明电源在模拟平台下(线路电流70～2000 A)能长时间稳定运行,有效抵抗取能线圈铁芯磁通饱和影响,稳定输出12 V/20 W。该电源体积小、成本低廉、输出功率大、稳定性高,采用卡扣式结构便于安装,可很好满足高压线路在线实时监测设备对电源的要求。     

一种高压侧自具电源的设计

介绍了一种应用于高压侧电子装置中的电源方案:通过一个特制的电流互感器(CT),直接从高压侧一次母线电流获取电能,凭借在CT和整流桥之间串联的一个电感,大大降低了施加在整流桥上的感应电压并限制了CT的输出电流,起到了稳定电压和保护后续电路的作用,成功地解决了高压侧有源电子设备的电源问题。     

高压侧电容取能电源的研究

分析了目前几种供电方案,提出了一种改进的高压侧线上供电方案,该方案通过绝缘性能优良的高压陶瓷电容进行在线取能,外加电路保护及电压控制等回路,克服了现存高压取能技术的种种弊端,很好地实现了高压侧在线取能功能。     

取能电源线圈气隙宽度的影响分析

为了优化取能电源装置,通常在取能线圈中引入气隙磁阻,减少其中的磁通量。研究了气隙宽度对感应电压幅值等其他参数的影响。根据感应取能的基本原理,对不同气隙下感应电压的变化规律进行计算,并通过试验平台试验验证,得出关于气隙宽度对线圈感应电压影响的结论。根据此试验结果,可对不同架空导线电流范围,合理调整取能电源的线圈气隙宽度,使得电源有足够的稳定输出电压。     

一种新型变换器式取能电路

电流互感器取能技术是解决高压输电线路实时监测设备供能的较好方式,但其存在热耗大、整流后电压变化范围大的问题。为此文中提出一种新型变换器式取能电路,采用取能线圈和辅助线圈2个绕组,利用磁链守恒和开关电源的脉宽工作特性,使取能绕组整流后的电压受闭环控制得到稳压。该取能电路设计简单、取能绕组输出功率大、整体效率高。文中对取能电路的原理进行了分析,给出磁感应强度、电流、绕组匝数的计算公式,对电路进行了仿真,并通过一个2.5W的原理样机进行了实验验证。     

电子式电流互感器高压侧电源的研究与实现

简要综述了电子式电流互感器的发展,介绍了几种高压侧电路的供能方案并进行了对比。通过特制的电流互感器从母线感应能量,研制出一种用于高压侧电子电路的工作电源。探讨了在应用中可能会出现的一些问题。实验结果表明,该电源能在2倍额定电流下提供不小于 400mW的功率,基本能满足高压侧电子电路的功耗要求。     

基于功率控制法的电流互感器取电电源设计

根据电流互感器的工作原理,建立了电流互感器取电线圈的负载工作模型,理论论证了取电线圈在未饱和时的输出功率与副边匝数、负载电流、磁化电流等的对应关系,并通过实验验证了理论推导的正确性,在此基础上提出基于功率控制法的电流互感器取电电源的设计方法,通过控制法拉电容充电电流,把取电线圈的输出功率限定在一个较小的范围,从而使电流互感器取电电源可以适应较大的导线电流范围.最终测试结果表明电流互感器取电电源在30 A～1 000 A的电流范围内可稳定输出近1 W的功率.     

有源电子式互感器特制线圈供能方法

针对有源电子式互感器中高压侧电路的供能问题,研究了特制线圈的供能方法。先对特制线圈绕线匝数与最小启动电流间的关系进行研究,提出改善最小启动电流的方法;然后设计并实现了两种方案所对应的硬件电路,比较了两种方案的优缺点。特制线圈与硬件电路联合测试的结果表明在≤12A的启动电流下,性能较好的供能方案能够提供590mW的功率输出,从而为电子式互感器高压侧电路的设计提供了能量保证。     

电子式电流互感器高压端供能电源的设计

电子式电流互感器(Electronic Current Transform,简称ECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用.在此,设计了一种改进的供电方案--交直流结合供电方案,即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电.介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验.实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为CT高压端电源提供不小于250mW的功率,而且能在大电流情况下.提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点.     

一种适用于小电流母线的电子式电流互感器供电电源

针对电流互感器供电电源存在供电死区、线圈易饱和问题,文中基于能量收集的思想,设计了七级电荷泵电路实现能量收集和转移。采用磁导率较小的硅钢材料作为铁芯且通过开气隙的方法增加铁芯磁路磁阻,使铁芯不易饱和。采用超级电容存储电荷泵转移的电荷,并设计了电源管理模块控制泄能通道和供电通道。最后研制了样机,以低功耗单片机控制的无线测温模块和通用分组无线业务(GPRS)模块为负载进行了测试。实验结果表明电源样机能够在输电线电流为1A时为负载提供足够能量。与二次绕组为1 500匝的电流互感器供电电源相比,所设计的550匝供电电源更适用于输电线电流小的情况。     

基于罗氏线圈的室内电源负载电流检测电路设计

通过分析罗氏线圈的测量原理,设计了一款作为电流互感器的罗氏线圈及其信号调理电路,用以实时测量室内电源的负载电流。该罗氏线圈采用塑料圆环作骨架和漆包铜线为绕线,信号调理电路采用由新型低噪声的OPA 211构成的二级精密运算放大电路,其中,第一级运算放大电路将罗氏线圈感应出来的毫伏级电压信号加以放大,第二级运算放大电路采用钽电容作为积分元件,用以还原被测电流和对产生的干扰噪声信号进行滤波。实验结果表明:该罗氏线圈及其信号调理电路具有线性度好、测量精度高、制造成本低等优点,满足0.5级电流互感器工频电流测量要求,具有工程应用意义。     

静电除尘用大功率直流高压电源的电磁兼容性设计

带高频环节的静电除尘用大功率直流高压电源的du/dt、di/dt和静电除尘器的工作方式(电晕、火花)所引起的电磁干扰对控制电路是一个严峻的挑战。为解决此问题,从电磁兼容的角度优化了控制系统的设计,并对功率电路的主要干扰源采取措施。通过在一台输出功率60 kW、输出电压60 kV、逆变频率20 kHz电源中的成功运用,证明此电磁兼容性设计方案实用、有效。