[发明专利]输电线路架空避雷线线损能量利用系统及计算方法

说明书

技术领域

本发明属于高压输电线路领域，具体涉及一种输电线路架空避雷线线损能量利用系统及 计算方法。

背景技术

建设智能电网是电力系统未来的发展趋势，其中输电线路的智能化建设是电力系统的重 要组成部分。在输电线路智能化建设过程中首先要面临的问题就是如何在高压高电磁场环境 下给智能化设备提供稳定的电源。现有的供电方式例如太阳能加蓄电池，太阳能与风能混合 充电，高压相线上的感应取电方式等，均存在供能稳定性差，维护成本高，施工安装难度大 等问题，不能满足目前的发展需求，那么制作一种稳定性高、免维护且低电位安装的供电装 置就十分有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种输电线路架空避雷线线损能量利用系统及计算方 法，将避雷线上的线损能量利用起来为输电线路的智能化提供低电位安装的安全电能，并且 定量的将线损能量计算出来，根据负载类型进行合理的利用。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种输电线路架空避雷线线损能量利 用系统，其特征在于：令2条避雷线为第一避雷线和第二避雷线，其中第一避雷线直接与输 电线路上的每根杆塔连接，第二避雷线分别与第一杆塔直接连接、与第N杆塔之间串接能量 提取装置、与其它杆塔之间通过带放电间隙的绝缘子连接，使得第一避雷线、第一杆塔、第 二避雷线、能量提取装置、第N杆塔构成线损能量利用回路；所述的能量提取装置包括变压 器，变压器的初级线圈与第二避雷线串联，变压器的次级线圈输出电压给负载。

按上述方案，所述的能量提取装置设有外部结构防雷保护模块与内部电路镜像防雷保护 模块。

按上述方案，所述的能量提取装置还包括与变压器次级线圈连接的整流滤波电路、电源 管理电路、大功率缓冲输出模块、内部多级防雷保护模块和用于提供负载所需电压的DC/DC 模块。

按上述方案，所述的能量提取装置还包括充电电路和充电电池。

一种输电线路架空避雷线线损能量利用系统的线损能量计算方法，其特征在于：它包括 以下步骤：

S1、建立空间坐标系，其中铁塔与大地的焦点为坐标原点，铁塔所在平面的水平方向为 x轴，铁塔所在平面的竖直方向为y轴，z轴与三相导线延伸方向平行；

S2、计算静磁场；

S3、根据避雷线和三相导线在直角坐标系中的坐标，以及相电流的有效值，分别计算三 相导线的相电流向量值；

S4、根据三相导线的位置和相电流向量值，分别求三相导线对线损能量利用回路构成的 平面产生的磁通量，然后相加得到各相导线产生的总磁通量；

S5、根据各相导线产生的总磁通量，及角频率，得到正弦状态下单位长度的感应电动势； 再根据第一、第二避雷线的长度，得到线损能量利用回路的总感应电动势；

S6、根据第一、第二避雷线的长度及每米内阻，得到线损能量利用回路的内阻，根据线 损能量利用回路的总感应电动势和内阻，得到线损能量利用回路的总功率。

按上述方法，它还包括以下步骤：所述的负载为滑动变阻器，通过在调节滑动变阻器的 过程中测试滑动变阻器两端的电压和电流，获得本线损能量利用系统的伏安特性。

按上述方法，它还包括以下步骤：通过改变第一杆塔和第N杆塔之间的距离、及相应的 线损能量利用回路中第一避雷线、第二避雷线的电阻数据，得出不同的线损能量利用回路中 的功率，根据负载所需要的功率范围选择对应的线损能量利用回路，对输电线路进行改造。

本发明的有益效果为：通过采用本发明系统，能够将避雷线的线损能量利用起来为输电 线路的智能化提供低电位安装的安全电能，从而使得安装人员在对输电线路进行改造和安装 能量提取装置时不会有触电的伤害，将这些线损能量提供给视频系统、信号传输系统等智能 化设备，不会对高压输电线路的传输造成影响和干扰；另外，本发明方法定量的将线损能量 计算出来，根据负载类型进行合理的选择杆塔之间的长度，形成符合负载功率需要的线损能 量利用回路。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明一实施例的等效电路图。

图3为本发明一实施例的电气拓扑图。

图4为本发明一实施例的负载的伏安曲线图。

图5为本发明一实施例中外部结构防雷保护模块的绝缘端子结构图。

图6为本发明一实施例中外部结构防雷保护模块的间隙调节端子结构图。