[发明专利]一种双线圈内外环型感应取能系统

说明书

本发明提供一种双线圈内外环型感应取能系统，包括取能线圈、开关模块、防冲击模块、整流滤波模块、过压保护模块、降压稳压模块和储能模块，开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关和电流继电器，降压稳压模块包括前端DC/DC降压器和后端DC/DC稳压器，第一开关和第二开关的输入端分别与取能线圈中的超微晶磁芯取能线圈和硅钢磁芯取能线圈连接，输出端经防冲击模块与整流滤波模块连接，整流滤波模块的输出端与控制第一开关和第二开关的过压保护模块及前端DC/DC降压器连接，前端DC/DC降压器的输出端经电流继电器、储能模块和第三开关与后端DC/DC稳压器连接。本申请采用双线圈及内外环的方式取能，减小了取能死区，增大了取能电流范围、取能效率及输出功率。

技术领域

本发明涉及输电线路取能技术领域，具体涉及一种双线圈内外环型感应取能系统。

背景技术

电气设备和输电线路的运行状态对电力系统的稳定可靠运行至关重要。在线监测技术能实时监测各运行参量，并可真实有效反映设备绝缘等方面的实际情况，是目前确保设备及线路运行安全的重要技术手段。然而，在某些应用场合下，在线监测装置长期存在电源不易获取，现有供电方案可靠性差的问题，因此电源供给成为制约在线监测技术发展的重要因素之一。目前常用的解决方案有光伏供电、电容分压供电等方案，但光伏受天气影响较大，且需要定期维护，成本较高；而电容分压取能一方面取能效率受线路电压及极板尺寸的限制，另一方面由于存在电气隔离的问题，需要对取能极板的材料做特殊处理，且对电路的过压保护及绝缘要求都比较高。因此目前利用取能线圈感应线路周围磁场，通过缠绕在取能线圈上的导线向负载输出电能的隔离式供电是相对更有前景的方式。

本发明的发明人经过研究发现，由于线路上的工频电流是波动的，当线路电流较小时，取能线圈不能获取到足够的电能，而当线路电流较大或产生冲击电流时，磁芯饱和产生的过热、转换效率降低、感应电势大、谐波大等都是需要克服的技术难点，因此目前市场上的感应线圈取能装置大多存在适应配网负荷电流变化范围较小、取能死区大、稳定性较差、取能效率较低等问题。

发明内容

针对现有感应线圈取能装置大多存在适应配网负荷电流变化范围较小、取能死区大、稳定性较差、取能效率较低的技术问题，本发明提供一种双线圈内外环型感应取能系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种双线圈内外环型感应取能系统，包括取能线圈、开关模块、防冲击模块、整流滤波模块、过压保护模块、降压稳压模块和储能模块；其中，所述取能线圈包括超微晶磁芯取能线圈和硅钢磁芯取能线圈，所述超微晶磁芯取能线圈和硅钢磁芯取能线圈均为圆环结构，所述圆环包括紧密套合宽度相等的内环和外环，所述内环和外环上均设有开口且缠绕有导线，所述超微晶磁芯取能线圈和硅钢磁芯取能线圈套接于输电线上，用于感应输电线中交流电并通过导线作为二次侧输出感应电势；所述开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关和电流继电器，所述第一开关的输入端与微晶磁芯取能线圈上的导线连接，所述第二开关的输入端与硅钢磁芯取能线圈上的导线连接；所述防冲击模块的输入端与第一开关和第二开关的输出端连接，用于钳制取能线圈输出的感应电势以实现对后级电路的瞬时冲击保护；所述整流滤波模块的输入端与防冲击模块的输出端连接，用于将防冲击模块输出的交流电进行整流滤波转为直流电；所述过压保护模块的输入端与整流滤波模块的输出端连接用于检测整流滤波后的输出电压值，比较输出电压值与过压保护模块自身电压整定值大小并以此控制第一开关和第二开关通断切换；所述降压稳压模块包括前端DC/DC降压器和后端DC/DC稳压器，所述前端DC/DC降压器的输入端与整流滤波模块的输出端连接用于将整流滤波后的输出电压降压，所述前端DC/DC降压器的输出端依次经过电流继电器、第三开关的第一输入端和输出端与后端DC/DC稳压器的输入端连接，所述后端DC/DC稳压器用于输出稳定直流电给负载供电；所述储能模块的输入端与电流继电器连接，输出端与第三开关的第二输入端连接，所述储能模块用于充电储能及给负载供电；所述电流继电器用于比较电流继电器自身门槛电流与前端DC/DC降压器输出电流大小，以此控制第三开关的第一输入端和第二输入端分别与第三开关的输出端接通。