[实用新型]一种高压输电线路的取电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压输电线路的感应取电技术，尤其涉及一种高压输电线路的取电装置。 

背景技术

输电线路高压侧的测量设备，如光电式电流互感器、输电线路温度测量设备等直接测量输电线路高压侧的电学参数，通过光纤或者无线网络把采集信息传送至安装于接地端的设备，这样大大简化了绝缘的要求。但是高压侧测量设备不能通过接地端直接对其供电，所以该测量设备的供电问题是其可靠运行的关键。随着国家智能电网工程的展开，大量的测量设备将会安装在高压侧，故研究高压侧供电电源具有十分重要的意义，因而受到越来越多专业技术人员的关注和重视。 

在现有技术中，传统的高压侧测量设备的供电方式主要包括：分压电容取电法、激光供能法和CT（Current Transformer，电流互感器）取电法。其中，分压电容取电法利用高压导线和均压环、均压环对地的分布电容来获取电量。然而，此取电方法不仅需要隔离取电电路和后续工作电路，而且温度、湿度，杂散电容等多种因素均将影响取电装置的性能。此外，分压电容取电法输出功率有限。激光供能法主要利用光纤把光能从接地端传送到高压端，再由光转换器将光能转换为电能。此方法难以应用在长期野外工作的取电装置上，而且光转换器效率低、寿命短等缺点也会阻碍其在电力系统中的应用。 

针对CT取电法，其主要利用互感器原理把部分高压导线上的能量转换成电能输出。但是，现有的CT取电技术难以在输电线路较大的电流范围内平稳地输出功率。一般来说，输电线路电流较小时，输出功率不足；输电线路电流较大时，输出功率过高，从 而导致取电装置发热严重。因此，CT取电法至少需要解决以下三个问题：在导线电流较小时，可以输出足够的功率；在导线电流超过额定电流甚至短路的情况下，取电装置能够可靠工作；取电装置长期工作在低热耗状态。但是，现有的CT取电技术在解决这些问题时或多或少地存在难以破解的技术瓶颈。 

实用新型内容

针对现有技术中的CT取电设计方案所存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种高压输电线路的取电装置。 

依据本实用新型的一个方面，提供一种高压输电线路的取电装置，包括： 

取电线圈，具有原边绕组和副边绕组，所述取电线圈的原边绕组耦接至输电线路； 

过压保护电路，电性耦接至所述取电线圈的副边绕组，当所述取电线圈的副边绕组输出电压高于预设电压阈值时，对所述取电线圈的副边绕组进行短路；以及 

直流输出电路，电性耦接至所述过压保护电路，用于将所述取电装置的输出电压稳定在一电压值。 

优选地，流经所述取电线圈的原边绕组的原边电流介于30安培至1000安培之间。 

优选地，过压保护电路包括一充电电路、一过压检测电路和一吸收电路，其中，该充电电路包括电阻R1、滑变电阻X1和电容C2，所述取电线圈的输出电压通过电阻R1和滑变电阻X1对电容C2进行充电，使电容C2两端的电压达到一充电电压；该过压检测电路包括电阻R2、双向可控硅D1和D2，当电容C2两端的所述充电电压超过可控硅D1的击穿电压时，可控硅D1触发可控硅D2，从而短路所述取电线圈的副边；该吸收电路包括串联连接的电阻R3和C1，藉由该RC电路来吸收可控硅D2开通时的尖峰电压。更优选地，吸收电路用来吸收所述取电线圈的副边电流过零点时所产生的尖峰电压。 

优选地，滑变电阻的阻值是可调节的，从而使可控硅D2的触发电压小于该直流输出电路可承受的最大电压值且输出功率大于该直流输出电路所需的功率。 

优选地，取电线圈的最大输出功率满足： 

Pmax=3.14fμSI12/l]]>

其中，f为输电线路的电流频率，μ为磁芯的磁导率，S为取电线圈磁芯的截面积，I₁为取电线圈的原边电流，l为取电线圈磁芯的磁路长度。 

优选地，该直流输出电路包括整流滤波电路和DC/DC稳压输出电路，该整流滤波电路连接至过压保护电路的输出端，对取电线圈的输出电压进行整流和滤波，该DC/DC稳压输出电路连接至整流滤波电路的输出端，用来将输出电压稳压在5V。