一種輸電線路新型電源儲能裝置制造方法
【專利摘要】一種輸電線路新型電源儲能裝置，該裝置安裝于輸電線路導線上，由高性能鋰電池、DC-DC變換器、超級儲能電容、切換控制電路組成；高性能鋰電池、DC-DC變換器、超級儲能電容作為三種不同的供能方式由切換控制電路控制為監(jiān)測終端供電，其中故障時刻儲能元件為高性能鋰電池和超級電容。該裝置主要用于行波故障定位系統(tǒng)監(jiān)測終端在故障時刻完成行波采集、數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ艿碾娔芄┙o。按本方法研制的電源儲能裝置具有壽命長、穩(wěn)定性好、體積小等優(yōu)良特點，且已成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，能夠很好地滿足在故障時刻線路停電的情況下，監(jiān)測終端可穩(wěn)定運行一段時間用于記錄故障信息的需求。
【專利說明】一種輸電線路新型電源儲能裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輸電線路行波故障定位系統(tǒng)，主要是用于解決在輸電線路故障時刻輸電線路行波故障定位系統(tǒng)監(jiān)測終端的電源供給問題。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線路故障對整個電力系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成較大威脅，準確的故障定位技術(shù)對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和經(jīng)濟效益有著十分重要的意義。行波原理的故障定位技術(shù)定位精度高，具有不受過渡電阻、線路結(jié)構(gòu)不對稱、線路走廊地形變化、電壓和電流互器的變換誤差等因素影響的特點。對于輸電線路行波故障定位系統(tǒng)而言，在線路因故障停電時刻，穩(wěn)定的電源供給是智能電網(wǎng)對其最基本要求。
[0003]對于輸電線路行波故障定位系統(tǒng)供電電源的方式，目前常用的有利用太陽能、激光供能、感應(yīng)取電等，其中最有發(fā)展前景的供電方式是直接從輸電線路上感應(yīng)取電的方式。由于輸電線路行波故障時往往導致線路跳閘和線路停電的現(xiàn)象，因此為了能夠保證在停電情況下，系統(tǒng)必須可靠工作一段短暫的時間用于記錄故障信息，較普遍的方法是供電電源均帶有儲能蓄電池，其設(shè)計的思路是感應(yīng)取能線圈將饋線上能量采集后存儲于蓄電池，儲能蓄電池儲存的能量經(jīng)過電壓變換電路，轉(zhuǎn)換成自動化終端設(shè)備所需的電壓等級，為自動化終端提供能量。當感應(yīng)取能線圈因線路停電失去供能能力時，由蓄電池儲存的能量用于負載能量供給，該方法可以為設(shè)備提供較大的瞬時電能，其中蓄電池在裝置中主要起穩(wěn)壓和儲能的作用。該方法有效的保證了在高壓輸電線路故障時行波故障定為監(jiān)測終端設(shè)備仍能正常運行，為輸電線路的故障定位提供了電源保證。
[0004]目前蓄電池儲能電源多是采用變壓器從高壓輸電線路上取電為蓄電池充電，存在充放電管理復雜，功耗大的問題，且無法克服變壓器成本高，體積大，電磁干擾強且安全性不高的問題。另外，蓄電池本身作為儲能元件存在壽命短、充放電次數(shù)有限、熱效應(yīng)差等缺點，因此，目前用蓄電池做為感應(yīng)取能電源中間儲能元件的裝置存在壽命短、可靠性差、體積重等的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對目前以蓄電池作為中間儲能元件的電源存在壽命短、電池充放電管理復雜、體積重的缺點，提出一種輸電線路新型電源儲能裝置。
[0006]一種輸電線路新型電源儲能裝置，包括:高性能鋰電池、DC-DC變換器、超級儲能電容、切換控制電路。高性能鋰電池、DC-DC變換器、超級儲能電容作為三種不同的供能方式由切換控制電路控制為監(jiān)測終端供電；高性能鋰電池和超級電容為故障時刻儲能元件，分別與DC-DC變換器連接；切換控制電路與高性能鋰電池、DC-DC變換器和超級電容連接。
[0007]在其中一個實施例中，電源儲能裝置安裝于輸電線路導線上。
[0008]在其中一個實施例中，切換控制電路由P-M0SFET、低損耗電源控制器LTC4412和上拉電阻構(gòu)成。其中，P-MOSFET的漏極和低損耗電源控制器LTC4412的電壓輸入端作為電源輸入端，P-MOSFET的柵極和低損耗電源控制器LTC4412的門極相連，低損耗電源控制器LTC4412的接地端和控制端接接地端，P-MOSFET的遠極和低損耗電源控制器LTC4412的電源監(jiān)測管腳接電源輸出，低損耗電源控制器LTC4412的狀態(tài)指示腳接上拉電阻后接電源輸出。
[0009]在其中一個實施例中，切換控制電路與行波監(jiān)測裝置相連，為其供電。
[0010]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0011]電源儲能裝置安裝于輸電線路導線上，當輸電線路負荷正常運行時，DC-DC變換器為行波監(jiān)測終端供電，同時為超級儲能電容及高性能鋰電池充電，高性能鋰電池和超級電容為故障時刻儲能元件。一旦故障時刻來臨且導致線路停電，經(jīng)切換控制電路使電源切換至超級儲能電容，由其為行波監(jiān)測終端供電；當超級儲能電容能量消耗殆盡時，切換控制電路使電源切換至由高性能鋰電池為行波監(jiān)測終端供電。當輸電線路負荷恢復正常運行時，切換控制電路使電源切換至DC-DC變換器為行波監(jiān)測終端供電，同時為超級儲能電容及高性能鋰電池充電，該過程循環(huán)往復。該功能的實現(xiàn)主要由切換控制電路完成:當電源輸入端代表超級儲能電容時，電源輸出為DC-DC變換器電壓輸出，當電源輸出電壓高于電源輸入端Vl約20mv以上時，則P-MOSFET關(guān)斷，行波監(jiān)測終端由DC-DC變換器供電，當線路因故障停電時，DC-DC變換器輸出電壓為零，則P-MOSFET導通，行波監(jiān)測終端由超級儲能電容供電。當DC-DC變換器輸出為零時，此時電源輸入端Vl代表高性能鋰電池，電源輸出為超級儲能電容電壓。同樣地，如果超級儲能電容電壓高于高性能鋰電池約20mV以上，P-MOSFET關(guān)斷則由超級儲能電容對行波監(jiān)測終端供電，反之P-MOSFET則由高性能鋰電池對行波監(jiān)測終端供電。
[0012]按本方法研制的電源儲能裝置具有壽命長、穩(wěn)定性好、體積小等優(yōu)良特點，且已成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，能夠很好地滿足在故障時刻線路停電的情況下，監(jiān)測終端可穩(wěn)定運行一段時間用于記錄故障信息的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0014]圖1是本裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是切換控制電路原理圖。
[0016]圖中1.電源輸入端，2.接地，3.P-MOSFET，4.低損耗電源控制器LTC4412，5.電源輸出，6.上拉電阻。
【具體實施方式】
[0017]在圖1中，電源儲能部分由高性能鋰電池、DC-DC變換器、超級儲能電容、切換控制電路組成，行波監(jiān)測終端為電源負載。當輸電線路負荷正常運行時，DC-DC變換器為行波監(jiān)測終端供電，同時為超級儲能電容及高性能鋰電池充電。一旦故障時刻來臨且導致線路停電，經(jīng)切換控制電路使電源切換至超級儲能電容，由其為行波監(jiān)測終端供電；當超級儲能電容能量消耗殆盡時，切換控制電路使電源切換至由高性能鋰電池為行波監(jiān)測終端供電。當輸電線路負荷恢復正常運行時，切換控制電路使電源切換至DC-DC變換器為行波監(jiān)測終端供電，同時為超級儲能電容及高性能鋰電池充電，該過程循環(huán)往復。
[0018]在圖2中，切換控制電路由電源輸入端1、接地2、P-M0SFET3、低損耗電源控制器LTC44124、電源輸出5、上拉電阻6構(gòu)成。當電源輸入端I代表超級儲能電容時，電源輸出5為DC-DC變換器電壓輸出，當電源輸出5電壓高于電源輸入端I約20mV以上時，則P-M0SFET3關(guān)斷，行波監(jiān)測終端由DC-DC變換器供電，當線路因故障停電時，DC-DC變換器輸出電壓為零，則3導通，行波監(jiān)測終端由超級儲能電容供電。當DC-DC變換器輸出為零時，此時電源輸入端I代表高性能鋰電池，電源輸出5為超級儲能電容電壓。同樣地,如果超級儲能電容電壓高于高性能鋰電池約20mV以上，P-M0SFET3關(guān)斷則由超級儲能電容對行波監(jiān)測終端供電，反之P-M0SFET3則由高性能鋰電池對行波監(jiān)測終端供電。
[0019]以上實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種輸電線路新型電源儲能裝置，其特征是:該裝置安裝于輸電線路導線上，該裝置包括一高性能鋰電池、一 DC-DC變換器、一超級儲能電容和一切換控制電路，所述DC-DC變換器分別與所述高性能鋰電池和所述超級儲能電容連接，所述DC-DC變換器、高性能鋰電池及超級儲能電容又與所述切換控制電路連接，所述切換控制電路與行波監(jiān)測終端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路新型電源儲能裝置，其特征是:所述切換控制電路由P-MOSFET、低損耗電源控制器LTC4412和上拉電阻構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路新型電源儲能裝置，其特征是:所述高性能鋰電池和超級電容為故障時刻儲能元件。
【文檔編號】H02J7/00GK203445632SQ201320257459
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】吳清, 胡濱, 黃松, 陳欽柱, 梁亞峰, 錢冠軍, 張國清, 岳鑫桂 申請人:海南電力技術(shù)研究院, 武漢三相電力科技有限公司