[发明专利]电源设备

说明书

本案为分案申请，其母案申请号为：200880014296.5。

技术领域

本发明一般涉及电源设备，且更具体地涉及用于位于对地高电势上的负载的电源。

背景技术

在输电网中，装置通常连接到对地高电势。例如，当设置有与高压输电线路串联的电容器时使用平台。

存在用于保护、控制和监控目的的典型的平台上装置。例如，电流测量系统可用于将模拟测量数据转换成数字形式且通过经由光纤的数据传输将其传输到地面。其他装置用于当线路电流由于输电系统中的短路而变得太高时旁路电容器组。用于致动器或类似装置的辅助电力被要求。

用于仅要求几分之一瓦的测量系统的辅助电力可以通过光纤从接地电势上的激光器供给。然而，包括用于保护目的的快速动作致动器的装置必须需要存储在高电势的相当数量的能量。如果必须在合适的时间(分钟)执行能量存储器的充电，必须提供相当的电力(成百上千瓦)。

因此，需要改善对地高电势的平台上的负载供电的方式。

发明内容

本发明的一个目的是简化对地高电势平台上负载的电源。

根据本发明，提供一种电源设备，包括：耦合电容器，布置为在其第一端接地；变压器，包括初级绕组和次级绕组；第一整流桥，与该次级绕组并联连接；以及能量存储器，负载被布置为与该能量存储器相连接。初级绕组在其第一端连接到耦合电容器的第二端，且初级绕组的第二端布置为连接到高压输电线路。能量存储器布置为通过流经第一整流桥的电流充电。而且，电源设备包括旁路装置。

通过这种布置，对地高电势平台上的辅助设备能够通过对地电压差供电。旁路装置防止辅助设备从变压器提供的相对刚性的电流源过度供电。

电源设备可以布置为与线路间具有110kV至765kV rms的额定线路电压的高压输电线路相连接。

耦合电容器可以布置为直接连接到地。

能量存储器可以与第一整流桥并联连接。

旁路装置可以包括所述变压器，当以饱和模式操作时，所述变压器限制对所述变压器的次级绕组的供电。因此，相对简单的构造保护了任意相连接的辅助设备。

旁路装置可以包括布置为双向旁路电路的受控半导体组件。例如，旁路装置可以包括：与初级绕组并联连接的第二整流桥；集电极和发射极与第二整流桥并联连接的第一晶体管；以及控制器。半导体组件允许使用简单或高级控制结构实现旁路的逻辑控制。例如，离散逻辑元件或中央处理单元(CPU)可用作控制器。

控制器可以布置为连续地控制第一晶体管。换句话说，旁路装置可以在每半个周期期间接通和关断。

控制器可以布置为使用占空比接入和断开第一晶体管，该占空比是电网频率的若干周期。

控制器可以位于次级绕组侧，且命令信号可以经由光耦合器从控制器传送到第一晶体管。

光耦合器提供次级绕组侧和初级绕组侧之间的隔离。

电源设备可以包括过压限制装置，该装置与至第一晶体管的命令信号无关。该第二限制允许附加的安全性措施。

过压限制装置可包括齐纳二极管。

电源设备还可以包括多个变压器。该多个变压器其中每一个可以包括：包括初级绕组、第二整流桥和第一晶体管的初级绕组电路；以及包括次级绕组、第一整流桥和能量存储器的次级绕组电路。该多个变压器的所有初级绕组可以以串联连接的方式连接。

电源设备还可以包括：与初级绕组的串联连接并联连接的电容器；与电容器的并联连接和初级绕组的串联连接串联连接的电阻器；以及并联连接在电阻器的串联连接与电容器的并联连接和初级绕组的串联连接之间的变阻器。变阻器可以连接到耦合电容器，并且变阻器可以布置为连接到高压输电线路。

电阻器可以布置为连接到高压输电线路且电容器可以连接到耦合电容器。

电阻器可以连接到耦合电容器且电容器可以布置为连接到高压输电线路。电源设备还可以包括：一个初级绕组电路，包括初级绕组、第二整流桥和第一晶体管；以及多个次级绕组电路，其中每个次级绕组电路包括次级绕组、第一整流桥和能量存储器。第一初级绕组电路可以耦合到变压器中的所有的次级绕组电路。

旁路装置可以包括：集电极和发射极与第一整流桥并联连接的第二晶体管；以及连接在第二晶体管和能量存储器之间的二极管。

电源设备还可以包括第二耦合电容器，且所述两个耦合电容器均可以经由第二变压器连接到地且经由第三变压器连接到初级绕组。