[发明专利]基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置

权利要求书

1.一种基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，包括：

取电磁芯(2)、环绕于所述取电磁芯(2)的取电磁芯线圈(1)、穿设于所述取电磁芯(2)的高压输电线路(3)，用以构成电流互感器而获取感应后的交流电压和交流电流；

整流滤波模块(8)，用以将所述感应后的交流电压和交流电流转变成直流电压和直流电流；

稳压输出模块(13)，用以输出稳定电压；

其特征在于，还包括：

过压保护及切换继电器模块(7)，其连接所述取电磁芯线圈(1)和整流滤波模块(8)，用以避免所述高压输电线路(3)发生短路或产生高感应电流和感应电压对后级电路的破坏；

DC/DC模块(9)，其与所述整流滤波模块(8)相连，用以接收所述整流滤波模块(8)产生的固定直流电压和直流电流并将其转化为可变的直流电压和直流电流；以及

电源管理模块(11)，其连接所述DC/DC模块(9)和稳压输出模块(13)，用以实时检测所述高压输电线路(3)的感应电流并动态调整输入到所述DC/DC模块(9)的电流和电压使得输出功率等于系统所需功率。

2.根据权利要求1所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：与取电磁芯(2)并排设置的是测量磁芯(5)，高压输电线路(3)同时穿设于取电磁芯(2)和测量磁芯(5)，环绕于所述测量磁芯(5)的测量磁芯线圈(4)以及连接所述测量磁芯线圈(4)与电源管理模块(11)的取样电路(6)，用以辅助所述电源管理模块(11)对所述高压输电线路(3)的感应电流的实时检测。

3.根据权利要求1所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：在整流滤波模块(8)和电源管理模块(11)之间设置电压电流检测模块(10)，用以计算于所述高压输电线路(3)的当前电流下输入到所述DC/DC模块(9)的最佳电流和电压值。

4.根据权利要求1所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：在电源管理模块(11)和稳压输出模块(13)之间设置法拉电容(12)。

5.根据权利要求1所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：所述过压保护及切换继电器模块(7)包括第一、二大功率稳压二极管(D1、D2)、瞬态抑制管(D3)、 继电器(U8)及其驱动，所述继电器(U8)的驱动包括一电阻(R23)、一肖特基二极管(D8)以及一三极管(Q4)，其中，所述第一大功率稳压二极管(D1)的正极接所述继电器(U8)的第7脚位，其负极接所述第一大功率稳压二极管(D2)的负极；所述第二大功率稳压二极管(D2)的正极接所述继电器(U8)的第4脚位；所述瞬态抑制管(D3)的负极接所述整流滤波模块(8)，其正极接地；所述继电器(U8)的第3脚位和第8脚位接所述取电磁芯线圈(1)，其第2脚位和第9脚位短接，其第1脚位经所述驱动的电阻(R23)接电源并同时接所述驱动的肖特基二极管(D8)的负极，其第10脚位接所述驱动的三极管(Q4)的集电极并同时接所述肖特基二极管(D8)的正极；所述驱动的三极管(Q4)的发射极接地，其基极接所述电源管理模块(11)。

6.根据权利要求1、3或者5所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：所述整流滤波模块(8)包括整流桥(U1)和相互并联的第一、二滤波电容(E1、C2)，其中，所述整流桥(U1)的第2脚位接所述过压保护及切换继电器模块(7)的继电器(U8)的第7脚位，其第3脚位接所述电压电流检测模块(10)；所述第一滤波电容(E1)的正极接所述整流桥(U1)的第1脚位，其负极接地，该整流桥(U1)的第2脚位和第3脚位为交流输入脚，第1脚位和第4脚位为直流输出脚，其中第1脚位为正极，第4脚位为负极。

7.根据权利要求3所述的基于功率控制法的高压输电线路CT取电装置，其特征在于：所述电压电流检测模块(10)包括原边电流测量电路，DC/DC输入电流测量电路和DC/DC输入电压测量电路，其中：

所述原边电流测量电路包括罗氏电流互感器(U4)以及由第一运算放大器(U5A)、第十六电阻(R16)和第十三电容(C13)构成的积分电路，所述高压输电线路(3)从所述罗氏电流互感器(U4)的中心穿过，所述罗氏电流互感器(U4)的副边输出分别接所述第一运算放大器(U5A)的第2脚位和第3脚位，所述第十三电容(C13)与第十六电阻(R16)并联后跨接至所述第一运算放大器(U5A)的第1脚位和第2脚位之间，所述第一运算放大器(U5A)的第8脚位接电源而第4脚位接地；

所述DC/DC输入电流测量电路包括霍尔电流互感器(U6)以及由第二运算放大器(U5B)、第十七电阻(R17)和第十四电容(C14)构成的积分式低频电流传感器测量电路，所述过压保护及切换继电器模块(7)的继电器(U8)和所述整流滤波模块(8)的整流桥(U1)之间的连线从所述霍尔电流互感器(U6)中心穿过，所述霍尔电流互感器(U6)副边输出分别接所述第二运算放大器(U5B)的第5脚位和第6脚位，所述第十四电容(C14)和第十七电阻(R17)并联后跨接至所述第二运算放大器(U5B)的第6脚位和第7脚位之间； 

所述DC/DC输入电压测量电路包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第三电容(C3)，所述第二电阻(R2)跨接于VOUT端和VoltDet端之间，所述第三电阻(R3)和第三电容(C3)并联后跨接于VoltDet端和接地端之间；

所述第一运算放大器(U5A)的第8脚位为电源正极，第4脚位为电源负极，第2脚位为反相输入端，第3脚位为同相输入端，第1脚位为输出端口；

所述第二运算放大器(U5B)的第6脚位为反相输入端，第5脚位为同相输入端，第7脚位为输出端口。