[发明专利]基于去磁电感滤波磁路的高压直流输电线感应取能装置及方法

权利要求书

1.一种基于去磁电感滤波磁路的高压直流输电线感应取能装置，其特征在于：包括CT铁芯，所述CT铁芯上设有三个并列的支路，分别作为第一磁路分支Y1、第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3，所述第一磁路分支Y1上有高压直流输电线S1绕组，所述第二磁路分支Y2上绕有去磁线圈S2及并联去磁电感L，所述第三磁路分支Y3上绕有取能线圈S3及并联等效负载R和等效助磁电容C；

所述CT铁芯上位于第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3之间开气隙，作为抑制直流磁通单元。

2.一种基于去磁电感滤波磁路的高压直流输电线感应取能方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、高压直流输电线路中传输的电流为i_d0，将其进行傅里叶分解，得到包含直流分量和脉动分量的电流表达式

其中，k＝2,3,4…；i_d0为高压直流输电线上流过的电流；I_dc为对应的直流分量有效值；I_ac为脉动分量对应的基波电流有效值；f为脉动分量对应的基波电流频率；I₂为高压直流输电的交流侧电流有效值；

步骤2、设计基于去磁电感滤波磁路的高压直流输电线感应取能装置

感应取能装置包括CT铁芯，所述CT铁芯上设有三个并列的支路，分别作为第一磁路分支Y1、第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3，所述第一磁路分支Y1上有高压直流输电线S1绕组，所述第二磁路分支Y2上绕有去磁线圈S2及并联去磁电感L，所述第三磁路分支Y3上绕有取能线圈S3及并联等效负载R和等效助磁电容C；

步骤3、根据感应取能装置建立等效磁路模型，其中，φ_m1、φ_m2、φ_m3分别是流经CT铁芯的三个磁路分支的磁通，R_m1、R_m2、R_m3分别是三个磁路分支的磁阻，ξ_m'为去磁线圈产生的磁动势，ξ_m”为取能线圈产生的磁动势，根据磁路基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律，得：

其中，脉动分量产生的磁动势为

ξ_m＝N₁I_acsinωt (3)

直流分量产生的磁动势为

ξ_m＝N₁I_dc (4)

其中，N₁＝1为高压直流输电线通过铁芯的匝数；

步骤4、去磁线圈电路中，脉动磁通通过时去磁线圈中产生的磁动势为：

其中，N₂为去磁线圈匝数，L为去磁线圈并联的去磁电感的电感值；

步骤5、取能线圈电路中，取能线圈产生的磁动势为：

其中，N₃为取能线圈匝数，C为等效助磁电容的等效电容值，R为等效负载电阻；

步骤6、根据式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)得到，交流分量产生的通过第三磁路分支的脉动磁通为：

其中，

直流分量产生的通过第三磁路分支的直流磁通为：

通过选择等效助磁电容C的等效容抗值，有效增大通过第三磁路分支的脉动磁通，从而获得感应电能。

3.根据权利要求2所述的基于去磁电感滤波磁路的高压直流输电线感应取能方法，其特征在于：步骤2中，所述CT铁芯上位于第二磁路分支Y2及第三磁路分支Y3之间增加抑制直流磁通单元。