電流互感器取電電源的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電力工業(yè)和智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)高壓輸電線纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變得至關(guān)重要，為此需要在輸電線纜周圍部署大量的監(jiān)測(cè)設(shè)備。然而輸電線纜分布廣闊且很多位于野外或地下，其周圍一般沒有常規(guī)電源，因此需設(shè)計(jì)特殊的電源為這些監(jiān)測(cè)設(shè)備供電。在各種特殊電源中，使用電流互感器將原邊即輸電線纜的電流感應(yīng)到副邊為監(jiān)測(cè)設(shè)備供電的電源能夠提供的功率最大;但由于輸電線纜電流變化范圍極為寬泛，這種電流互感器取電電源存在原邊電流小時(shí)供能不足和原邊電流大時(shí)輸出電壓

2、失控的問題。針對(duì)這些問題，本文對(duì)電流互感器取電電源在以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究，并將研究結(jié)果應(yīng)用到了取電電源的設(shè)計(jì)中:
　　首先，針對(duì)原邊電流小時(shí)取電功率不足的問題，采取在電流互感器副邊并聯(lián)匹配電容的措施，顯著增大了它的取電功率;并在電流互感器的參數(shù)已知或可測(cè)量的前提下，對(duì)它能夠從某一特定的低原邊電流取得的最大功率以及取得最大功率時(shí)電流互感器的副邊電壓、匹配電容容值等進(jìn)行了定量的分析和計(jì)算，以便合理設(shè)計(jì)取電電源的電氣參數(shù)，使之在原邊電

3、流為這一特定值時(shí)取得最大功率，滿足輸電線纜監(jiān)測(cè)設(shè)備的需要。
　　其次，針對(duì)原邊電流大時(shí)取電電源輸出電壓失控的問題，在電流互感器副邊并聯(lián)旁路開關(guān)，并在每個(gè)原邊電流周期內(nèi)將其閉合一段時(shí)間，以將電流互感器的副邊短路，中斷它向取電電源的供電。為簡(jiǎn)化取電電源的硬件電路設(shè)計(jì)，采用將旁路開關(guān)集成到橋臂中的整流電路實(shí)現(xiàn)上述功能，提出了這一整流電路的一種控制方法，并對(duì)該整流電路在這種控制方法下的工作過程做了詳細(xì)分析。此外，對(duì)取電電源的整流電路使用其

4、他結(jié)構(gòu)和控制方法時(shí)的工作過程和電路特性也做了討論。
　　最后，針對(duì)原邊電流比上述特定值更低時(shí)取電電源的輸出功率不足，無法保證對(duì)輸電線纜監(jiān)測(cè)設(shè)備正常供電的問題，起用后備電池和取電電源一同向監(jiān)測(cè)設(shè)備供電，并使取電電源輸出最大的功率，以減少對(duì)后備電池的依賴。經(jīng)過分析比較，選擇了Buck-Boost或Flyback拓?fù)渥鳛槿‰婋娫吹暮蠹?jí)DC-DC變換器，使得在原邊電流波動(dòng)時(shí)，后級(jí)DC-DC變換器輸出最大功率所需的占空比幾乎保持不變，簡(jiǎn)化了