專(zhuān)利名稱(chēng)：自供電裝置以及電力柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)，尤其涉及一種中壓電力供電設(shè)備中的自供電裝置以及電力柜。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。 它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸變電系統(tǒng)及配電系 統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過(guò)各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動(dòng)力、熱、光等不同形式的能量，為地 區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。在相關(guān)技術(shù)中，為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn) 行監(jiān)視和測(cè)量。如果電力系統(tǒng)的電力元件(例如發(fā)電機(jī)、線(xiàn)路等)發(fā)生了故障，使得電力 系統(tǒng)的不能夠繼續(xù)安全運(yùn)行，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)需要向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警 告信號(hào)，或者直接控制斷路器切斷供電主回路。可以看出，繼電保護(hù)器對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn) 行起著非常重要的作用，為了保證繼電保護(hù)器的正常運(yùn)行，需要為繼電保護(hù)器提供穩(wěn)定且 持續(xù)的供電電源。繼電保護(hù)器不能直接接入一次高壓設(shè)備，因此，一般需要將一次系統(tǒng)的高電壓變 換成低電壓后，再供給繼電保護(hù)器使用。目前，為繼電保護(hù)器供電的外接電源包括電壓互 感器(Pressure Transformer ；以下簡(jiǎn)稱(chēng)PT)以及直流電源屏，即直流屏。電壓互感器是一個(gè)帶鐵芯的變壓器，它主要由一、二次繞組、鐵芯和絕緣體組成。 電壓互感器可以將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，電壓互感器一次繞組接在一次系統(tǒng)，二次 繞組接繼電保護(hù)器，從而實(shí)現(xiàn)為繼電保護(hù)器供電。直流電源屏為繼電保護(hù)器供應(yīng)直流電源， 它包括能夠?qū)⒏邏航涣麟?10千伏左右)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪航涣麟?220伏左右)的變壓器，以及 必要的整流電路，能夠提供非常大的能量，并具有較大的體積。為繼電保護(hù)器供電的電壓互感器、直流電源屏的體積都比較大，安裝也非常的麻 煩，此外，由于電壓互感器和直流電源屏提供的能量非常高，而繼電保護(hù)器只需要非常小的 能量，因此，客觀上產(chǎn)生了浪費(fèi)，增大了設(shè)備的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種自供電裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中為繼電保護(hù)器供 電的外接電源體積大、安裝麻煩、容易產(chǎn)生能量浪費(fèi)的缺陷，實(shí)現(xiàn)使用自供電裝置為繼電保 護(hù)器供電。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種電力柜，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電力柜因?yàn)槔^電保 護(hù)器供電而造成的柜體較大，為繼電保護(hù)器供電成本較高的缺陷。本發(fā)明一些實(shí)施例提供了 一種自供電裝置，包括電流互感器，套設(shè)至主回路電源 線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流；整流電路，連接電流互感器，用于對(duì)感應(yīng)電流進(jìn)行整流，輸出直流 電；限壓電路，連接整流電路，用于對(duì)直流電的電壓進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。
本發(fā)明自供電裝置的實(shí)施例，通過(guò)使用電流互感器產(chǎn)生感應(yīng)電流，并通過(guò)整流電路以及限壓電路得到為負(fù)載供電的電壓，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有外接電源的情況下，使用電流互感 器自身產(chǎn)生的感應(yīng)電流為負(fù)載供電，該自供電裝置體積小，安裝方便，不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。本發(fā)明另外一些實(shí)施例提供了一種電力柜，包括主回路電源線(xiàn)、繼電保護(hù)器，還包 括自供電裝置，該自供電裝置用于向繼電保護(hù)器提供供電電源；其中，該自供電裝置包括 電流互感器，套設(shè)至主回路電源線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流；整流電路，連接電流互感器，用于 對(duì)感應(yīng)電流進(jìn)行整流，輸出直流電；限壓電路，連接整流電路，用于對(duì)直流電的電壓進(jìn)行限 壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。本發(fā)明電力柜的實(shí)施例，通過(guò)在電力柜中內(nèi)置具有較小體積的自供電裝置，并為 繼電保護(hù)器提供電源，能夠減小電力柜柜體的體積，并且縮減了為繼電保護(hù)器供電的成本。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力柜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三方能源供電的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種自供電裝置，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自供 電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自供電裝置包括電流互感器10、 整流電路12、限壓電路14、DC/DC轉(zhuǎn)換器16，下面，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的自供電裝置中的各個(gè) 功能模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。電流互感器10，套設(shè)至主回路電源線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流；具體地，電流互感器10為穿心式電流互感器，將主回路電源線(xiàn)作為該電流互感器 10的一次繞組，由于主回路電源線(xiàn)中通有交流電(AlternatingCurrent ；簡(jiǎn)稱(chēng)為AC)，電流 互感器10將在二次繞組中感應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，電流互感器10的二次繞組連接有整流電 路12，從而可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流為交流電。整流電路12，連接電流互感器10，用于對(duì)電流互感器10的二次繞組中產(chǎn)生的感應(yīng) 電流進(jìn)行整流，輸出直流電(Direct Current ；簡(jiǎn)稱(chēng)為DC)；具體地，整流電路12的主要作 用是將電流互感器10的二次繞組感應(yīng)出的交流電變?yōu)橹绷麟?。整流電?2中包括具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷梢园逊较蚝痛笮〗蛔兊碾娏髯儞Q為 直流電。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以使用橋式整流電路，這種橋式整流電路只要增加兩只二極 管連接成橋式結(jié)構(gòu)即可。優(yōu)選地，橋式整流電路可以為AC/DC轉(zhuǎn)換器。需要說(shuō)明的是，如果使用二極管作為整流元件，需要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載 大小加以選擇。如選擇不當(dāng)，有可能造成電路不能安全工作，甚至可能將二極管燒毀。限壓電路14，連接整流電路12，用于接收整流電路12輸出的直流電，并對(duì)其電壓 進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選地，限壓電路14允許輸入的電 壓范圍為DC8V至DC400V，其輸出的電壓范圍為DC8V至DC130V，因此，上述第一預(yù)定電壓 在DC8V至DC130V之間。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要，可以對(duì)限壓電路進(jìn)行調(diào)整，在DC8V至 DC130V范圍內(nèi)使其輸出電壓與負(fù)載的工作電壓相適應(yīng)，為負(fù)載供電。優(yōu)選地，自供電裝置還可以包括DC/DC轉(zhuǎn)換器16，連接限壓電路14，用于將第一 預(yù)定電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)定電壓并輸出，即，對(duì)第一預(yù)定電壓再次進(jìn)行降壓，得到第二預(yù)定電 壓。在本發(fā)明的實(shí)施例中，連接DC/DC轉(zhuǎn)換器16的負(fù)載為繼電保護(hù)器，DC/DC轉(zhuǎn)換器16輸 出的第二預(yù)定電壓為24伏，與繼電保護(hù)器的工作電壓相適應(yīng)，可以為繼電保護(hù)器供電。由 于DC/DC轉(zhuǎn)換器16提供的能量正好為繼電保護(hù)器所用，因此不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。DC/DC轉(zhuǎn)換器16 —般由控制芯片、電感線(xiàn)圈、二極管、三極管、電容器構(gòu)成。此外， DC/DC轉(zhuǎn)換器16可以分為三類(lèi)升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及升降壓型 DC/DC轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明實(shí)施例由于需要將電壓降到24伏為繼電保護(hù)器供電，因此可以選擇 降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自供電裝置，通過(guò)使用電流互感器10產(chǎn)生感應(yīng)電流，并通過(guò) 整流電路12以及限壓電路14得到為負(fù)載供電的電壓，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有外接電源的情況下， 使用電流互感器自身產(chǎn)生的感應(yīng)電流為負(fù)載供電，此外，如果在限壓電路14后再連接一個(gè) DC/DC轉(zhuǎn)換器16，將限壓電路14輸出的電壓再進(jìn)行一次電壓的轉(zhuǎn)換，使得自供電裝置能夠 適應(yīng)更小工作電壓的負(fù)載，可以為不同的負(fù)載進(jìn)行供電。該自供電裝置具有體積小，安裝方 便的特點(diǎn)，并且不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種電力柜，圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力 柜的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力柜包括主回路電源線(xiàn)20、自供電 裝置22、以及連接至自供電裝置22的繼電保護(hù)器(即，負(fù)載)24，其中，自供電裝置22包括 電流互感器220、整流電路222、限壓電路224、DC/DC轉(zhuǎn)換器226。下面，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的 電力柜進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。電力柜的主回路電源線(xiàn)20中通有交流電，可以將主回路電源線(xiàn)20從自供電裝置 22的電流互感器220的一次繞組中通過(guò)(即，電流互感器220套設(shè)至主回路電源線(xiàn)20外)， 由于主回路電源線(xiàn)20中通有交流電，電流互感器220將在二次繞組中感應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng) 勢(shì)，電流互感器220的二次繞組連接整流電路222，從而可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流為 交流電。整流電路222的主要作用是將電流互感器220的二次繞組感應(yīng)出的交流電變?yōu)橹?流電。整流電路222中包括具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷镁哂袉蜗驅(qū)щ娞匦缘钠骷梢?把方向和大小交變的電流變換為直流電。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以使用橋式整流電路，這種 橋式整流電路只要增加兩只二極管連接成橋式結(jié)構(gòu)即可。
限壓電路224，連接整流電路222，用于接收整流電路222輸出的直流電，并對(duì)其電 壓進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選地，限壓電路224允許輸入的 電壓范圍為DC8V至DC400V，其輸出的電壓范圍為DC8V至DC130V，因此，上述第一預(yù)定電壓 在DC8V至DC130V之間，根據(jù)需要，可以對(duì)限壓電路224進(jìn)行調(diào)整，在DC8V至DC130V范圍 內(nèi)使其輸出的電壓與負(fù)載的工作電壓相適應(yīng)，為負(fù)載供電。DC/DC轉(zhuǎn)換器226，連接至限壓電路224，用于將第一預(yù)定電壓轉(zhuǎn)換為繼電保護(hù)器 24供電的第二預(yù)定電壓并輸出，S卩，對(duì)第一預(yù)定電壓再次進(jìn)行降壓，得到第二預(yù)定電壓。在 本發(fā)明的實(shí)施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器226輸出的第二預(yù)定電壓為24伏，與繼電保護(hù)器24的工 作電壓相適應(yīng)，可以為繼電保護(hù)器24供電。由于DC/DC轉(zhuǎn)換器226提供的能量正好為繼電 保護(hù)器24所用，因此不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。此外，優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例的電力柜中還可以包括直流電源33、和/或交流電源 36，圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，電流互感器30連接第 一整流電路31，電流互感器30產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過(guò)第一整流電路31、限壓電路34、DC/DC 轉(zhuǎn)換器35為繼電保護(hù)器32供電；直流電源33連接DC/DC轉(zhuǎn)換器35，直流電源33產(chǎn)生的直 流電通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器35為繼電保護(hù)器32供電；交流電源36連接第二整流電路37，該第 二整流電路37連接DC/DC轉(zhuǎn)換器35，交流電源36產(chǎn)生的交流電通過(guò)第二整流電路37整流 為直流電后，經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器35為繼電保護(hù)器32供電。優(yōu)選地，上述第一整流電路31、 第二整流電路37可以為AC/DC轉(zhuǎn)換器。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在電力柜中對(duì)上述三個(gè)供電電 源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，選擇合適的供電電源為負(fù)載供電。此外，還可以保證在某個(gè)供電電源出現(xiàn)故障 的情況下，其他的供電電源可以為繼電保護(hù)器繼續(xù)供電。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三方能源供電的示意圖，如圖4所示，一方能源為電流 互感器二次側(cè)的感應(yīng)電流，通過(guò)AC/DC轉(zhuǎn)換為直流電后，通過(guò)寬電壓范圍自適應(yīng)系統(tǒng)(即， 上述限壓電路)和穩(wěn)壓電路(即，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器)的處理，輸出直流穩(wěn)定電壓；另一方能 源為直流電源，通過(guò)直流輸入接口電路將直流電輸入寬電壓范圍自適應(yīng)系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓 電路的處理后，輸出直流穩(wěn)定電壓，第三方能源為交流電源，交流電壓輸入后，首先經(jīng)過(guò)AC/ DC轉(zhuǎn)換，得到的直流電輸入寬電壓范圍自適應(yīng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路的處理后，輸出直流穩(wěn)定 電壓。三方能源都可以得到穩(wěn)定的直流輸出，作為電源使用。綜上所述，借助于上述技術(shù)方案中的至少一個(gè)技術(shù)方案，通過(guò)使用電流互感器產(chǎn) 生感應(yīng)電流，并通過(guò)整流電路以及限壓電路得到為負(fù)載供電的電壓，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有外接電 源的情況下，使用電流互感器自身產(chǎn)生的感應(yīng)電流為負(fù)載供電，此外，如果在限壓電路后再 連接一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，將限壓電路輸出的電壓再進(jìn)行一次電壓的轉(zhuǎn)換，使得自供電裝置 能夠適應(yīng)更小工作電壓的負(fù)載，可以為不同的負(fù)載進(jìn)行供電。該自供電裝置具有體積小，安 裝方便的特點(diǎn)，并且不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。此外，通過(guò)在電力柜中內(nèi)置具有較小體積的自供 電裝置，并為繼電保護(hù)器提供電源，能夠減小電力柜柜體的體積，并且縮減了為繼電保護(hù)器 供電的成本。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種自供電裝置，其特征在于，包括電流互感器，套設(shè)至主回路電源線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流；整流電路，連接所述電流互感器，用于對(duì)所述感應(yīng)電流進(jìn)行整流，輸出直流電；限壓電路，連接所述整流電路，用于對(duì)所述直流電的電壓進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述自供電裝置進(jìn)一步包括DC/DC轉(zhuǎn)換器，連接所述限壓電路，用于將所述第一預(yù)定電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)定電壓并輸出。
3.一種電力柜，包括主回路電源線(xiàn)、繼電保護(hù)器；其特征在于還包括自供電裝置，所 述自供電裝置用于向所述繼電保護(hù)器提供供電電源；其中，所述自供電裝置包括電流互感器，套設(shè)至所述主回路電源線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流； 整流電路，連接所述電流互感器，用于對(duì)所述感應(yīng)電流進(jìn)行整流，輸出直流電； 限壓電路，連接所述整流電路，用于對(duì)所述直流電的電壓進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓 并輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力柜，其特征在于，所述自供電裝置進(jìn)一步包括DC/DC轉(zhuǎn)換器，連接所述限壓電路，用于將所述第一預(yù)定電壓轉(zhuǎn)換為第二預(yù)定電壓并輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電力柜，其特征在于，所述電力柜還包括交流電源，連接至所述自供電裝置的DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于為所述DC/DC轉(zhuǎn)換器供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電力柜，其特征在于，所述電力柜還包括直流電源，連接至所述自供電裝置的DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于為所述DC/DC轉(zhuǎn)換器供電。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種自供電裝置以及電力柜，其中，該自供電裝置包括電流互感器，套設(shè)至主回路電源線(xiàn)外，用于產(chǎn)生感應(yīng)電流；整流電路，連接電流互感器，用于對(duì)感應(yīng)電流進(jìn)行整流，輸出直流電；限壓電路，連接整流電路，用于對(duì)直流電的電壓進(jìn)行限壓，得到第一預(yù)定電壓并輸出。通過(guò)使用電流互感器產(chǎn)生感應(yīng)電流，并通過(guò)整流電路以及限壓電路得到為負(fù)載供電的電壓，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有外接電源的情況下，使用電流互感器自身產(chǎn)生的感應(yīng)電流為負(fù)載供電，該自供電裝置體積小，安裝方便，不會(huì)產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)H02N1/06GK101989821SQ20091009077
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者岑雨良, 潘景樂(lè) 申請(qǐng)人:廣州霍斯通電氣有限公司