[发明专利]用于架空高压输电线路的感应取电装置参数匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压感应取电技术领域，尤其涉及一种用于架空高压输电线路的感应取电装 置参数匹配方法。

背景技术

架空高压输电线路取电装置是一种利用高压线路周围交变磁场提取电能的能量转换装 置，主要用于功率较大的用电设备(如巡线机器人)的能量补充。高压线路感应取电装置是 用于高压线路火线上的一种电能转换装置，它是由铁芯、感应线圈(次级绕组)、整流桥、蓄 电池以及监控电路组成，取电装置转化的电能将保存在蓄电池中，蓄电池在装置中主要起稳 压和储能的作用。

参考文献1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。

参考文献2提出一种应用于高压测量系统中电源方案，采用反馈控制方式产生稳定电压 输出。

参考文献3提出有源电流互感器和储能电池相结合的供电方案，在600A电流范围内产 生250mW的额定功率。

参考文献4提出一种多取能线圈排列组合方法，在不增加配电占空比的前提下，可显著 提高取能线圈的工作效率。在20-800A电流范围内稳定输出3W功率。

参考文献5提出通过合理匹配取能线圈的结构、铁芯材料、绕组匝数、气隙长度等参数 使得母线电流在较大范围变动时始终处于非饱和状态，提供稳定的输出。

参考文献6提出有源数模转换式电子电流互感器实现方案，该设计方案选用非晶材料制 作取能线圈铁心，采取双铁心并行工作方式，并通过稳压管泄放二次侧电流，保证取能装置 能够在适应母线一次电流较大变化范围的基础上长时间稳定工作。

以上参考文献对高压线路上供电设备的电源设计进行了研究，主要侧重于在宽母线电流 范围内保证小功耗设备的能量供给，一般这些设备功耗普遍较小，而本发明侧重于在铁芯类 型和尺寸不变情况下提取最大电能，因此适合于功率较大而体积重量要求严格的用电设备能 量补充。

参考文献7-9提出一种感应取电装置的实施方法，但未涉及最大取能计算方法的内容。

参考文献1：秦欢.高压测量系统感应取能电源设计[J].现代电力.2009，26(5)：32-36.

参考文献2：李芙英，朱小梅，纪昆，等.一种应用于高电压侧测量系统中电源[J].高电 压技术.2002，28(3)：46-47.

参考文献3：高迎霞，毕卫红，刘丰.电子式电流互感器高压端供能电源的设计[J].电力 电子技术.2007，41(10)：74-76.

参考文献4：郭琳云，尹项根，严新荣，等.配电网智能设备自取能电源的效率提升研究 [J].中国电机工程学报.2009，29(10)：217-221.

参考文献5：李先志，杜林，陈伟根，等.输电线路状态监测系统取能电源的设计新原理 [J].电力系统自动化.2008，32(1)：76-80.

参考文献6：任晓东，陈树勇，姜涛.电子式电流互感器高压侧取能装置的设计[J].电网 技术.2008，32(18)：67-73.

参考文献7：吴功平，肖华，周文俊，等.用于架空高压输电导线的感应取电装置[P].武 汉大学，200410061314.

参考文献8：李小陆，周文俊，路遥.输电线路上移动感应取能装置的研制[Z].中国电机 工程学会高电压专业委员会2004年学术会议(第一卷)，2004.

参考文献9：管保安，管保良.高压感应取电装置[P].武汉大学，200820066665.2.

发明内容

针对以上存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于架空高压输电线路的感应取电 装置参数匹配方法，为高压线路上较大功率用电设备提供能量补充，保证在较宽的母线电流 范围内得到最大的电能输出。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

①根据用电设备的能耗要求，得到取电装置所要求的平均取电功率，根据特定架空高压 输电线路的火线电流的工作范围，选定在该工作范围内取电功率的要求，提出取电装置重量 和体积要求；

②选择感应取电装置铁芯材料，根据材料性能参数表确定铁芯材料的饱和磁感应强度 Bsat；