專利名稱：光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種電力系統(tǒng)技術領域的供電裝置，具體是一種光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置。
背景技術：
輸配電線路的可靠性和運行狀況決定了整個電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，也決定了供電質量，因此需要實時監(jiān)控輸配電線路的狀態(tài)，在線監(jiān)測設備應運而生。低壓配電線路監(jiān)測系統(tǒng)供電還比較方便，但隨著電壓的升高，高電壓大電流，部分輸電線路遠離生活區(qū)， 并且傳感器遠離地面，想得到低壓電源十分困難。目前市場上產品大部分采用蓄電池或太陽能和蓄電池相結合的供電方式，輸出功率低；采用電流互感器和蓄電池相結合供電的方式，如果母線電流不足，監(jiān)測系統(tǒng)額定功率較大時，蓄電池無法長時間堅持，可靠性差，如果監(jiān)測系統(tǒng)有GPRS等數據遠傳裝置，數據收發(fā)瞬間需要大功率大電流，以上這些供電方式均無法穩(wěn)定輸出功率，并且這些供電裝置都是針對特定某種監(jiān)測系統(tǒng)，所以還沒有專門針對輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)供電的可靠性高的通用獨立電源裝置，因此現(xiàn)階段急需技術能夠填補這一空白，提供一種通用的對輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置。

實用新型內容本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，采用電磁感應取電技術、太陽能供電技術、可充電鋰離子電池、超級電容和系統(tǒng)集成技術，設計電源管理方案，提供+5V、-5V額定電壓，IW以上額定功率。本裝置用于110KV、220KV、500KV等電壓等級的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)供電，同時向下可兼顧10KV、35KV等電壓等級配電線路。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型包括取電型電流互感器、太陽能電池板、鋰離子電池、兩個超級電容、互感器取電處理電路、三個穩(wěn)壓器、充電模塊、過壓保護模塊、電源管理模塊，其中電流互感器卡接在母線上且依次與互感器取電處理電路、過壓保護模塊、第一穩(wěn)壓器和電源管理模塊的第一輸入端相連，過壓保護模塊另外依次與電池充電模塊、鋰離子電池、第三穩(wěn)壓器和電源管理模塊的第二輸入端相連，太陽能電池板依次與第二穩(wěn)壓器、充電模塊、第二超級電容以及電源管理模塊的第三輸入端相連，電源管理模塊的第二輸出端與第一超級電容相連，第一超級電容與待測負載相連。本實用新型提供了輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的通用獨立電源，且組成各部分的體積小，三種供電途徑可根據需要任意拆卸組合，克服了高壓輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)供電困難、現(xiàn)有供電裝置功率小、通用性低和可靠性不足的缺點，保證了監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。因此，本實用新型各組成部分體積小、重量輕、易于安裝組合、便于操作，且自身功耗低，輸出效率高，對大部分輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)可通用，經濟可靠，極具推廣價值。
圖1為本實用新型結構示意圖。圖2為過壓保護模塊示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括電流互感器2、互感器取電處理電路3、過壓保護模塊 4、三個穩(wěn)壓器5、9、13、鋰離子電池7、太陽能電池板8、充電模塊10、兩個超級電容11、14和電源管理模塊12，其中電流互感器2卡接在母線1上，電流互感器2輸出端與互感器取電處理電路3輸入端相連，互感器取電處理電路3輸出端與過壓保護模塊4輸入端相連，過壓保護模塊4第一輸出端與第一穩(wěn)壓器5輸入端相連，第一穩(wěn)壓器5輸出端與電源管理模塊 12第一輸入端相連，過壓保護模塊4第二輸出端與電池充電模塊6第一輸入端相連，電池充電模塊6輸出端與鋰離子電池7輸入端相連，鋰離子電池7輸出端與第三穩(wěn)壓器13輸入端相連，第三穩(wěn)壓器13輸出端與電源管理模塊12第二輸入端相連，太陽能電池板8與第二穩(wěn)壓器9輸入端相連，第二穩(wěn)壓器9輸出端與充電模塊10輸入端相連，充電模塊10輸出端與第二超級電容11輸入端相連，第二超級電容11與電源管理模塊12第三輸入端相連，電源管理模塊12第二輸出端與第一超級電容14輸入端相連，第一超級電容14與待測負載15 相連。.所述的電流互感器2為帶有氣隙開合式的取電型電流互感器，其鐵芯選用具有低初始磁導率、高飽和磁感應強度的材料，具體為母線電流50A，輸出IW以上，飽和電流1500A 以上。所述的互感器取電處理電路3由整流電路和濾波電路串聯(lián)組成，其中整流電路為橋式整流電路，濾波電路為η型LC濾波電路。如圖2所示，所述的過壓保護模塊4用于防止輸入穩(wěn)壓芯片電壓超出允許范圍，造成芯片損壞，此處控制在72V以下，其使用三個1ΜΩ電阻相串聯(lián)對濾波后電壓進行均壓，當繼電器控制電壓上升到24V以上時，電阻Rl被切出后端電路，并接入電池充電芯片，輸入后端的電壓降到R2、R3兩端電壓大小。所述的穩(wěn)壓器5、9、13采用寬范圍輸入，低壓降，高效率+5V輸出和+12V輸出兩種模塊，穩(wěn)壓芯片具體型號為MM5090C和ΜΑΧ1771。所述的鋰離子電池7采用兩節(jié)方形2500mAh可充電電池。所述的太陽能電池板8為小尺寸單晶硅材料，具體為開路電壓10V，額定功率 1. 5W，尺寸為 IlcmX 11cm。所述的充電模塊10中超級電容充電采用具有平衡充電功能的高效充電模塊，充電芯片具體型號為LTC4425。所述的超級電容11、14均采用單體2. 7V，單體內阻小于50πιΩ，容量為30F、100F
的電容。所述的電源管理模塊12由邏輯控制器、定時器、電壓比較器和開關器件組成，通過采集電流互感器輸出端、太陽能電池輸出端和電源輸出端電壓并進行比較，發(fā)出控制信號，協(xié)調各供電方法的合理切換，實現(xiàn)電源穩(wěn)定輸出及控制功能。具體邏輯控制芯片為 GAL16V8，定時器為555定時器，電壓比較器為LM339 ；其邏輯控制具體實現(xiàn)邏輯為首先比較互感器和太陽能輸出電壓大小，若兩者都在4. 9V以上，則較大者為負載供電，較小者給鋰電池充電；若較大者在4. 9V以上，較小者低于4. 9V，則較大者給監(jiān)測系統(tǒng)供電同時為鋰電池充電若此時監(jiān)測系統(tǒng)電壓下降到4. 9V以下，則停止給電池充電，若電壓隨即恢復到正常電壓，則等待30分鐘，重新給電池充電，再次判斷監(jiān)測系統(tǒng)電壓是否在4. 9V以上，如此循環(huán)；若監(jiān)測系統(tǒng)電壓仍下降到4. 8V，電源選擇鋰電池給監(jiān)測系統(tǒng)供電。即太陽能、鋰電池和電流互感器任一能維持監(jiān)測系統(tǒng)正常工作電壓即可。
權利要求1.一種光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征在于，包括 取電型電流互感器、太陽能電池板、鋰離子電池、兩個超級電容、互感器取電處理電路、三個穩(wěn)壓器、充電模塊、過壓保護模塊、電源管理模塊，其中電流互感器卡接在母線上且依次與互感器取電處理電路、過壓保護模塊、第一穩(wěn)壓器和電源管理模塊的第一輸入端相連，過壓保護模塊另外依次與電池充電模塊、鋰離子電池、第三穩(wěn)壓器和電源管理模塊的第二輸入端相連，太陽能電池板依次與第二穩(wěn)壓器、充電模塊、第二超級電容以及電源管理模塊的第三輸入端相連，電源管理模塊的第二輸出端與第一超級電容相連，第一超級電容與待測負載相連。
2.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置， 其特征是，所述的電流互感器為帶有氣隙開合式的取電型電流互感器，其鐵芯的母線電流 50A，輸出Iff以上，飽和電流1500A以上。
3.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的互感器取電處理電路由整流電路和濾波電路串聯(lián)組成，其中整流電路為橋式整流電路，濾波電路為η型LC濾波電路。
4.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的過壓保護模塊采用三個1ΜΩ電阻相串聯(lián)對濾波后電壓進行均壓。
5.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的鋰離子電池采用兩節(jié)方形2500mAh可充電電池。
6.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的太陽能電池板的開路電壓10V，額定功率1. 5W，尺寸為IlcmX 11cm。
7.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的超級電容均采用單體2. 7V，單體內阻小于50πιΩ，容量為30F、100F的電容。
8.根據權利要求1所述的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，其特征是，所述的電源管理模塊由邏輯控制器、定時器、電壓比較器和開關器件組成。
專利摘要一種電力系統(tǒng)技術領域的光磁互補型輸配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用獨立供電裝置，包括取電型電流互感器、太陽能電池板、鋰離子電池、兩個超級電容、互感器取電處理電路、三個穩(wěn)壓器、充電模塊、過壓保護模塊、電源管理模塊。本裝置采用電磁感應取電技術、太陽能供電技術、可充電鋰離子電池、超級電容和系統(tǒng)集成技術，設計電源管理方案，提供+5V、-5V額定電壓，1W以上額定功率。本裝置用于110KV、220KV、500KV等電壓等級的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)供電，同時向下可兼顧10KV、35KV等電壓等級配電線路。
文檔編號H02J7/00GK202019233SQ20112014743
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2011年5月10日
發(fā)明者李剛, 褚強 申請人:思源電氣股份有限公司, 褚強