[发明专利]一种基于LED的电流互感器高压端光供能设备

说明书

技术领域

本发明属于电力系统监测和保护领域。特别涉及一种给供电系统电流互感器供电的设备。 

背景技术

在电力系统中，需要对输电线中的电流进行实时监测和保护。因为输电线中的电流很大，无法直接测量，这就需要使用电流互感器，将大电流信号转换为小电流或小电压信号。传统电流互感器是电磁式的，采用电磁感应原理，类似于变压器，一次侧线圈串联在电力线中，二次侧绕组在低压侧。高低压侧之间需要绝缘。电压等级越高时，绝缘结构越复杂，互感器成本越高。除此之外，传统电流互感器还存在互感器饱和的问题。 

因为传统的电磁式电流互感器存在这些问题，近年来，电子式电流互感器发展起来。电子式电流互感器一般是在高压侧有一个传感头，采集到信号再通过光纤传输到低压侧。在电子式电流互感器的高压侧，需要信号采集系统。因此，就必须为信号采集系统提供电源。 

在工程中，目前已有的高压侧供电方法有以下几种。一是母线取电供电，使用一个小型的电流互感器，从输电线上感应出电流，再经过整流电路、滤波电路和后面的稳压电路，作为信号采集系统的电源；另一种是使用激光器供电，激光器发出的光经过光纤传输到高压侧，照射到光电池上，光电池将光能转换为电能，为信号采集电路供能。 

直接从母线取电的方法，是目前较为广泛使用的供电方法，优点在于可以长期供电。但是也有缺陷，当母线电流较小时，这种方案提供的电压不稳定，互感器难以测出精确的电流值；当母线断电时，这种方案失效，互感器无法工作。采用激光器供能，消除了上述缺陷，但同时也存在着激光器寿命、价格、功率等问题。激光器价格较高，达到数千甚至数万元，提高了电流互感器的成本；寿命的限制使激光器不能长期工作；激光器发光功率、耦合效率、光电池转换效率等因素限制了电源所能提供的功率。功率较大的激光器寿命很短，价格很昂贵。 

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在电流互感器高压侧电源成本高、不稳定的问题，本发明提出了一种基于LED作为光源的供电方案。该方案成本低，并且能提 供稳定的电源，光耦合效率高。 

技术方案：本发明提供了一种基于LED的电流互感器高压端光供能设备，包括集成LED阵列，低压侧的集成LED阵列产生的光能通过光能传输系统传输到高压侧的光电池，然后光电池给电流互感器高压侧信号采集电路供电。 

为了使光电池输出的电压更稳定，光电池输出端可以接一个稳压升压电路。 

有益效果：本发明与现有技术相比具有如下优点：由于LED可以做的功率较大，而且LED价格十分低廉，因此发明提供的电源就可以实现较高的功率，同时降低设备成本。 

附图说明

图1是本发明应用到电子式电流互感器上的结构示意图； 

图2是本发明采用光纤传光束作为光能传输系统的结构示意图； 

图3是本发明采用光纤作为光能传输系统的机构示意图； 

图4是光电池输出稳压电路框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步解释。 

如图1所示，在电力线1上，通过低功率铁芯线圈2将大电流信号转换为小电压信号，通过导线3输入到信号采集电路4中进行处理，转换为光信号之后通过光纤6传输至低压侧的二次转换器7。本发明由图1所示的供电电源低压侧部分5a、光能传输系统8和供电电源高压侧部分5b组成，主要是为高压侧的信号处理电路提供电源。