速饱和电流互感器取能功率分析及其设计方法

速饱和电流互感器取能是解决智能断路器在电网短路失压状态下供电的主要方法。本文分析与研究了速饱和电流互感器的工作特性和饱和机理,建立了电流互感器取能的等效电路模型。提出了电流互感器铁心饱和度的概念,深入研究了电流互感器输出功率与铁心饱和度的关系。通过仿真研究,验证了理论推导的正确性。在此基础上提出了速饱和电流互感器的设计步骤,包括铁心工作饱和度选择、铁心有效导磁截面积以及二次绕组匝数的设计方法。搭建了速饱和电流互感器取能电路,通过实验验证了设计方法的可行性。

基于Ansys取能电流互感器铁心气隙仿真分析

针对取能电流互感器存在的启动电流大、铁心易饱和、无法适应较宽的输电线路电流等问题,对铁心部分进行设计与改进。依据初始磁导率、饱和磁通密度、铁心损耗以及成本等参数确定铁心材料,从铁心的选材上进行预处理;利用Ansys软件对铁心气隙形状进行设计并仿真,通过铁心在不同气隙形状下的磁泄露情况得出矩形半开口效果最优;采用控制变量法对气隙尺寸进行仿真,对铁心气隙尺寸进行了定量的分析,并对比分析了铁心的饱和特性以及二次侧输出功率情况,为电流互感器取能电源铁心的结构设计和参数的实际选取提供了良好的工程价值。

高压取能电流互感器性能分析与优化

针对常规取能电源取能范围较小、一次大电流工作不稳定等问题,提出磁芯参数优化设计方法和多匝数与并联电阻相结合的饱和抑制方法。首先建立开隙电流互感器CT(current transformer)的取能等效模型,推导输出电压和输出功率的表达式。然后根据表达式对磁芯各项参数进行优化设计,分析匝数和负载变化对CT取能性能的影响。通过改变匝数与负载,使得磁芯在大电流取能时CT输出功率偏离最大功率点,从而防止磁芯饱和。利用Saber软件对以上分析及方法进行了仿真验证,结果表明,在一次电流为5 A时,取能线圈可提供78 mW的功率,磁芯在一次电流小于3000 A范围内不发生饱和现象。

电力电缆非接触式高效感应取电互感器设计

对电力电缆取电互感器选用的磁性材料、线圈寄生参数、输出阻抗匹配和最大感应取电功率等进行了系统的分析、研究和实验,解决了感应取电效率最大化的线圈材料、线圈绕制结构、输出负载阻抗匹配等问题。设计生产的标准取电互感器单元输出功率为1.5 W/3 W,最大输出电流为250 mA,输出电压6 V和12 V可供选择。通过工程批量使用,满足了电力隧道监控和通信设备的供电需求。

基于电流互感器取电的故障指示器电源设计

设计了一种10-35 k V高压输电线上的故障指示器电源方案：将穿心式电流互感器套在高压输电线上,从高压输电线上获取电能,经过整流滤波等电路处理之后为二次侧的故障指示器供电.同时,设计了基于超级电容和锂亚电池的储能电路,保证故障指示器在高压线路停电或输电线路电流较低的情况下能正常工作。实验结果表明：在输电线路大电流和小电流情况下,该方案的输出波形良好,能够避免大电流对电流的冲击、解决供电死区的问题.

基于RDBN深度学习算法的窃电监测系统设计

窃电行为不仅会造成电网非技术性损耗增加,而且可能因操作不当影响电网设备的运行安全和窃电者的人身安全。针对当前电网在窃电检测方面存在的稽查难度大、检测效率低等问题,设计了窃电监测系统。配套监测装置可灵活安装在供电线路上,使用电流互感器取能,实时采集线路电流,利用4G模块将数据传输至云服务器,在上位机软件中采用实值深度置信网络(RDBN)算法对数据进行分析。仿真和实验测试表明,RDBN算法对窃电状态的识别准确率达到98.15%,监测系统能实时获取并分析监测数据,标记可疑窃电线路,降低稽查难度,提高检测效率。

电缆温度监测装置的取能电源设计与实现

电缆温度监测对于电缆安全运行具有重要意义,受电缆结构和工作环境限制,监测装置采用电流互感器取能供电方式更为可行。给出了取能电源的总体结构以及各模块的设计与实现方法,应用电磁场原理分析了取能线圈的工作原理。取能电源的试验表明,该方法设计和实现的取能电源能够可靠工作,解决了温度监测装置的供电问题。

电力电缆非接触式感应取电多路输出设计

对电力电缆非接触式取电互感器系统的阻抗匹配、宽输入稳压电路、多路并联输出均流电路等进行了分析、研究和实验,设计的取电互感器系统单元输出功率为1.5 W/3 W,输出最大电流250 m A,输出电压6 V/12 V。采用UC3902均流IC设计了2-6路取电互感器单元并联输出模块,通过实验证实了均流精度小于2.5%。采用LT1976EEE设计的稳压电路,输出电压误差小于0.63%。通过国内十几个电力隧道监控工程应用,得到用户的高度认可。

输电线路在线监测设备供能技术研究综述

随着数字电网的发展,海量的智能监测设备将安装在输电线路上,稳定、可靠的能源供给是输电线路在线监测设备有效运行的关键。为此,对输电线路在线监测设备不同供能方式的基本结构、工作原理和优缺点进行综述,阐述不同供能方式国内外最新研究进展。分析目前不同供能方式面临的难点和突破口,提出多组供能组合方式,利用不同供能方式的优势互补性,可增强供电的稳定性和可靠性;地线电流感应与蓄电池取能组合安全可靠,易于安装,既可避免能源浪费,又可提高电力系统的效率和可靠性;微波供能与蓄电池的组合采用时分多址系统,不受电网影响,可为在线监测装置实时稳定供电。

输电线缆组合材料式CT低电流取能技术研究与应用

电流互感器(CT)感应取电是目前输电线缆在线监测设备最有效的供能方式。但输电线缆低电流会导致CT无法取能,进而会导致设备供能死区情况发生,危及电力系统安全。因此提出了一种基于锰锌铁氧体与硅钢片串联组合式CT磁芯结构以解决CT低电流取能问题。为验证该磁芯结构低电流取能的有效性,通过采用叠加磁通法给出组合式磁芯结构不同材料占比λ与初始磁导率的关系,进而得到满足实际项目需求的λ值。为了验证理论分析的正确性,搭建了一套CT取能实验平台。实验结果表明,在输电线缆低电流为12 A时,组合式磁芯结构比常规硅钢片取能CT的感应电压提高约30%,重量减少约15%,整体功率提高约24%,进而最大限度解决了供能死区问题,具有一定的工程实用价值。

基于电容式传感器的双投控制装置的研制

设计了一款用于双投开关切换的自动控制装置,为满足工程设计方案的控制装置电源需求,在电压互感器被取消的设计方案下,该装置全新采用了一种基于常规电流互感器作为取能线圈的斩波稳压电子电源电路,借助常规储能元件,使得电源能量总能满足控制装置的整个工作过程,从而实现装置工作的状态稳定性和动作可靠性,使得中压配电负荷开关的自动转换开关电器功能更加实用。

架空输配电线路在线监测装置非接触取能系统研究

为了保证输配电线路在线监测装置可长期运行且有足够功率的供电电源,提出了一种针对地线感应取能,且由前端两级式的感应取能结构和后端电能处理电路组成的在线监测装置非接触取能系统。研制的装置中CT铁芯材料使用了高饱和磁感、高磁导率的非晶材,前端电路利用一级取能线圈分布式取能后再经二级线圈汇能,而在后端电路设置了整流滤波及buck电路,并设计了循环充放电电路来持续给存储电路充电,进而把电能供给监测设备使用。测试结果表明,一次母线电流在10-30 A波动时,汇能线圈的输出电压依然保持在11 V左右,保证了对电容组进行平滑稳定的充电。

串补平台电源技术应用研究

串补平台上的二次设备均需工作在与串补线路相同的电位下，其能量供给一直是业界广泛关注的问题。目前主流的串补平台电源技术有电流互感器线路取能、激光供能、太阳能供电及电容耦合分压型供电。针对这四种供电技术的技术原理及典型应用场景进行了调研，其中主要调研了这些供电技术在串补平台中的应用。其次对其输出特性、应用条件、可靠性和经济性等方面的特性进行了综合的分析。最后总结了四种供电技术的优缺点，并对串补平台电源技术的发展进行了展望。

强制触发型火花间隙现场试验方法研究

GAP(强制触发型火花间隙)是超、特高压串联补偿电容器组重要的过电压保护设备,统计数据表明,GAP是串补成套装置中故障率较高的薄弱环节,亟需研究并提出满足检修需要、精准而明确的现场试验方法。通过将传统检修中的密闭间隙自放电电压测量和触发功能试验合并,进一步优化成GAP触发放电联调试验,在确保现场试验可操作性的前提下,扩大了试验的检测范围,减小了对串补原有设备和接线的影响范围,全面提高了GAP检修工作的精准度和效率。通过实际工程应用验证了在串补检修工作中采用GAP触发放电联调试验的合理性和有效性。