[发明专利]电子式互感器工作电源

说明书

技术领域

本发明涉及无接触功率传输技术领域，特别涉及一种电子式互感器工作电源。

背景技术

无接触功率传输技术是一种实现能量从静止设备向静止或可运动设备传输有效方法。其主要利用现代电力电子能量变换技术与磁场耦合技术,同时借助于现代控制理论和微电子控制技术。它既能减小向用电设备供电可能带来的安全隐患,又可以大大降低系统的能量传递受外界因素影响的程度。相比通过电气连接传递能量的方法，在技术上更为可靠、耐用。因此，该技术具有十分广阔的前景。

根据能量传输的机理，实现无接触功率传输的方法有3种：

1）电磁感应原理：通过特殊设计的功率发送和接收系统，以磁通作为媒介，利用电磁耦合感应产生电动势，再通过电子变换电路实现向负载的能量供应；

2）电磁波发送与接收原理：将电磁波通过天线发送、接收，再经过频率变换电路将电波的能量转换成常规形式加以利用；

3）耦合模理论：其原理是基于2个电磁波在满足规定条件的情况下，在同一波导（腔体）的不同电磁波的模式之间或不同波导（或腔体）的同一电磁波模式之间可以发生耦合谐振的现象，通过理论计算或实验的方法选择耦合模参数，利用强磁场耦合共振方式使能量在收发两个谐振腔之间有效传输。

以上是无接触功率传输的方法。而在电子式互感器的应用中，高低压侧电信号的转换为最常见的问题。为实现高低压侧电信号的完全隔离，高压侧信号处理用工作电源必须是悬浮式的。目前，该电源的设计主要有两种方法：

1）采用低压侧光供电方式，利用光电转换的工作原理，通过大口径光纤实现能量供给，其优点是电源稳定、可靠性高，不受母线电流的影响，但由于激光器提供的功率有限，且光电转换的效率也不高，光电池在长期满负荷工作条件下的寿命也难以保证，成本较高等缺点也不能完全满足现场要求。

2）利用工作电源与传感器同处高压端的特点，采用带铁芯的感应线圈直接从高压线路获取能源。这种方案能降低装置的复杂程度和对绝缘的要求，但存在线路电流过低或断路器跳闸时，电子式互感器将因缺少工作电源而不能工作的缺陷。

综上所述，目前的电子式互感器的高低压侧电信号的转换都存在若干的缺点，如何将无接触功率传输应用于电子式互感器的高低压侧电信号的转换，则成为颇为亟待的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高转换效率同时工作状态稳定的电子式互感器工作电源。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电子式互感器工作电源，包括直流电源、高频电源电路、低压侧无功补偿电路、电磁耦合单元、高压侧接收电路与恒负载变换电路；所述直流电源给高频电源电路供电，所述高频电源电路与低压侧无功补偿电路电连接；所述电磁耦合单元分为发送单元和接收单元，所述低压侧无功补偿电路接入电磁耦合单元的发送单元；所述高压侧接收电路接入电磁耦合单元的接收单元，且所述高压侧接收电路和恒负载变换电路电连接。

优选地，所述高频电源电路为小功率高频电源电路，其包括方波发生电路、有源带通滤波电路与推挽放大电路；所述方波发生电路、有源带通滤波电路与推挽放大电路依次电连接。

优选地，所述方波发生电路由IC芯片和晶振构成，所述晶振与IC芯片连接；所述IC芯片的输出端与所述有源带通滤波电路的输入端电连接；所述有源带通滤波电路包括高通滤波电路和低通滤波电路，所述高通滤波电路一端与IC芯片的输出端电连接，其另一端与低通滤波电路电连接；所述高通滤波电路包括第一集成芯片，所述第一集成芯片的输入端依次连接电容C1与C2，所述电容C1与C2分别通过电感R1与R3接地；所述低通滤波电路包括第二集成芯片，所述第二集成芯片的输入端依次连接电感R4与R5，所述电感R4与R5分别通过电容C1与C2接地；所述第一集成芯片的输出端与第二集成芯片的输入端电连接；所述推挽放大电路包括第一变压器T1、第一三极管Q1、第二三极管Q2与第二变压器T2，所述第一变压器T1的初级绕组的一端与第二集成芯片的输出端电连接，第一变压器T1的次级输出分别连接第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极，第一三极管Q1与第二三极管Q2的发射极均接地，第一三极管Q1与第二三极管Q2的集电极分别连入第二变压器T2的初级绕组，第二变压器T2的次级输出与低压侧无功补偿电路电连接。