一種采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置及方法，該取電裝置包括電流互感器的設(shè)計(jì)及其取電電路，該取電裝置在高壓或中低壓電纜小電流狀態(tài)下和大電流狀態(tài)下均具有很好的特性。在輸電線路電流較小時，互感器激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；在輸電線路電流較大時，電流互感器的一小部分磁芯材料進(jìn)入磁飽和狀態(tài)，既實(shí)現(xiàn)了輸出穩(wěn)壓功能，又抑制了裝置整體損耗，大大減少互感器本體的發(fā)熱。該取電裝置的外圍電路非常簡單，具有很高的供電穩(wěn)定性，有廣泛的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。
【專利說明】一種采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電工【技術(shù)領(lǐng)域】，采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器，通過輸電線路感應(yīng)獲取電能的裝置和電路，特別適用高壓輸電線路監(jiān)控設(shè)備提供電源。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電纜是我國電力網(wǎng)架的主要組成部分，對其運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)控成為提高電網(wǎng)可靠性的重要環(huán)節(jié)，但是對這些安置于輸電線路周邊的監(jiān)控設(shè)備的供電很不方便，如在野外或地下一般不能提供2207交流市電，而采用光伏電池板或蓄電池供電的穩(wěn)定性和免維護(hù)性較差。只有采用電流互感器通過電磁感應(yīng)直接從高壓輸電線路取電是一種較為安全穩(wěn)定、可長期免維護(hù)的供電方式。然而，高壓輸電線路的電流波動很大，傳統(tǒng)的電流互感器取電裝置在輸電線路電流小時，不能從輸電線路上獲得足夠的輸出電壓和功率，難以維持對監(jiān)控設(shè)備的正常供電；在輸電線路電流較大時，傳統(tǒng)電流互感器的磁芯將進(jìn)入飽和狀態(tài)，引起磁芯發(fā)熱，影響電纜絕緣層的壽命。因此，解決取電電路在小電流狀況下輸出合適功率、在大電流情況下滿足負(fù)載要求情況下，互感器不發(fā)熱者兩個問題，成為取電裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
[0003]專 利號200910045470.9的中國發(fā)明專利，公開了一種基于電流互感器的高壓輸電線路取電裝置，其電路原理圖如圖1所示，電流互感器⑴的輸出端經(jīng)二極管整流濾波單元(2)后得到為負(fù)載供電的直流電壓。設(shè)穿過電流互感器的輸電線路交變電流的角頻率為^。，有效值為厶；電流互感器的副邊匝數(shù)為1副邊勵磁電感為4 ；負(fù)載為阻值等于慫的電阻。則該取電裝置獲得的直流輸出電壓V。完全由上述輸電線路、取電裝置、負(fù)載等的參數(shù)決定，不可人為控制。隨慫增大，^也逐漸增大，在慫=⑴時該取電裝置獲得最高的直流輸出電壓
【權(quán)利要求】
1.一種采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，包括電流互感器(丄)、諧振電容(^；)、整流濾波單元口)、負(fù)載(^)，其特征在于:所述電流互感器⑴采用復(fù)合磁芯材料，且電流互感器⑴副邊激磁電感值、與4滿足諧振條件，即2πf,其/為互感器原邊電流頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:所述電流互感器(1)套在輸電線路上，輸電線路交變電流穿過電流互感器(1)磁芯，并在其副邊繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電流。
3.如權(quán)利要求2所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:所述電流互感器(1)的副邊繞組與諧振電容)并聯(lián)，并接到整流濾波單元(2)的輸入端，整流濾波單元(2)的輸出端接負(fù)載(^)。
4.如權(quán)利要求1所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:所述整流濾波單元(2)包括第一二極管〔00、第二二極管(02^第三二極管(03^第四二極管(04 )、濾波電容(^。
5.如權(quán)利要求1或2所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:電流互感器(1)采用的復(fù)合磁芯材料包括兩種磁芯材料八和8。
6.如權(quán)利要求5所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:復(fù)合磁芯材料中八磁芯材料占的比例大于8磁芯材料。
7.如權(quán)利要求5所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:復(fù)合磁芯材料中八磁芯材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高于8磁芯材料，而8磁芯材料的磁滯損耗則小于八磁芯材料。
8.如權(quán)利要求5所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器獲取電能的裝置，其特征在于:所述八磁芯材料采用硅鋼片。
9.一種采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器的取電方法，包括如權(quán)利要求1至9所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器取電裝置，其特征在于:當(dāng)輸電線路電流較小時，采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器取電裝置具有較高取電效率；當(dāng)輸電線路電流較大時，該電流互感器取電裝置在輸出穩(wěn)定電壓的同時可避免電流互感器發(fā)熱。
10.如權(quán)利要求9所述的采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器取電裝置，其特征在于:當(dāng)輸電線路電流較小時，采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器的激磁電感與外置電容諧振，提高輸出功率；當(dāng)輸電線路電流較大時，采用復(fù)合磁芯材料的電流互感器的8磁芯材料部分則進(jìn)入磁飽和狀態(tài)，可保護(hù)其余的八磁芯材料不進(jìn)入磁飽和狀態(tài)。
【文檔編號】H01F27/24GK103840567SQ201410101138
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】黃武浩, 胡偉, 余立剛, 駱定華 申請人:浙江圖維電力科技有限公司