PDF《CT 取电技术》

感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第1页目录

1 电流感应电源概述…2 1.

1 电流感应电源定义…2 1.2 电流感应电源组成…3 1.3 电流感应电源的应用…5 1.3.1 配电线路故障指示器…5 1.3.2 电力在线监测系统…6

2 电流感应电源技术

7 2.1 一种高压侧自具电源的设计【参考资料之一】8 2.2 高压测量系统感应取能电源设计【参考资料之二】11 2.3 高压输电线路 CT 取能电源的设计【参考资料之三】14

3 电流感应电源常见问题解答

17 3.1 电流感应电源与常规电源有何不同?17 3.2 电流感应电源为什么要满足短时耐受电流冲击要求?18 3.3 电流互感器取电的电源选用超级电容还是蓄电池?18 3.4 电流感应电源为什么要采用超宽电压 DC-DC 转换器?20 【附录】微功耗、超宽输入电压范围 DC-DC 转换器选型表

20 【参考文献】21 感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第2页1电流感应电源概述 1.1 电流感应电源定义 电流感应电源又称 CT 取电电源或者电流互感器取电电源,是从导线负荷电流产生 的磁场感应取电,电源的隔离变换主要依靠电磁感应原理进行,既可以进行电压变 换,也可以进行电流变换;

目前各类电源变换以电压变换为主,从高压发电、输电 到电器内部的低电压变换, 其基本结构都源自于电压变换模式 (如PT 电压互感器等) . 电流感应电源和人们常见的电源不同,其理论基础源于电磁感应原理的电流变换, 其能量变换的前提是一次侧(往往是输电导线)具有足够的交流电流传输,而且无 论导线电流怎样波动,电源输出都必须保持稳定. 在电力行业普遍使用的电流互感器取电就可以看成一个从电流源取电的一个典 型应用. 在电力系统,CT 即Current Transformer 的简称,即电流互感器,用于测量交流 电流的大小,人们有时也利用其二次输出电流进行变换,达到电流感应电源的目的, 所以在很多场合,电流感应电源被称为 CT 取电. 感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第3页1.2 电流感应电源组成 CT 取电电源, 即利用安装在电力线路上的 CT 通过电磁感应原理获得电源的一种装 置,它由取电 CT(取能互感器)和电源转换模块(将CT 取得的电能量转化为所需要 的直流电压)两部分组成. 在高压、超高压及特高压输电领域,导线可能流经巨大的短时故障电流,这时电 流感应电源需加装专门配套的限流器.CT 取电电路,用于获取经 CT 变换而来的电流 信号, 并将其转换为稳定的 3. 3V(或5V,12V 等)直流电压,CT 取电电路包括整 流滤波电路、DC/DC 模块电路、过压保护电路、掉电检测电路和后备电池电路,其中 高压线路的电流经过电流传感器、防浪涌保护电路后分别进入信号变换电路、CT 取 感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第4页电电路以及整流滤波电路,整流滤波电路的输出端连接 DC/DC 模块电路、过压保护 电路和掉电检测电路,DC/DC 模块电路的输出端输出 3.3V(或5V,12V 等)直流电压, 掉电检测电路的输出端控制后备电池电路是否向整个系统输出电压. CT(取能互感器)的作用是通过电流的隔离变换实现部分电能从导线到感应电源 模块(电源转换模块)的转移.. 电源转换模块的作用是将来自取能互感器的电流进行控制,使之转换成目标应用 所需的可控稳定输出.它是电流感应电源的核心,其控制原理、制造工艺、器件选 型直接关系到产品的可用性.动态范围窄、取电效率低、稳定性差、易于损坏都是 非专业感应电源转换模块常见的现象. 限流器的作用是在导线承受短时大故障电流时,控制感应电源模块的输入电流在 安全许可的范围内, 特别是在超高压及特高压电网应用时, 短路故障电流可能达 40kA 感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第5页以上并持续数秒,如不安装专用配套限流器,常规电流感应电源很容易被损坏. 1.3 电流感应电源的应用 CT 取电电源主要应用于电力线路上, 可以解决因设备无法获得其它方式供电的问 题.1)高压输配电领域:电流感应电源主要用于缺乏常规供电措施的高压输配电领 域,在输配电网中,电压高至 10kV-1150kV,工作电流达数十安至数千安,虽有巨大 的电能传输,许多智能化电子设备却因缺电而无法安装,或不得不配置昂贵笨重的 太阳能或风能发电设备,犹如长江边上无水可饮. 2) 智能电网领域:随着智能电网 的开展,在高压一次设备上(如架空输电线、电缆、环网柜等)加装智能电子设备 的需求增强,电流感应电源的应用日趋广泛, 包括但不限于:配电自动化、智能环 网柜、架空输电线及电缆监控、高压带电维护工具及其它各种拓展应用(如野外通 信基站、高压输电线指示灯等),如:智能开关柜配套电源,环网柜及输配电监测 电源,故障指示器配套专用电源等等. 具体应用:配电自动化(配电线路故障指示器),户外智能开关柜 , 电力在线监 测系统(高压输电监控,电缆状态监控), 电力无线测温系统,有源电子互感器,高压 带电作业工具,其他高压输电线上电子设备(如高压输电线指示灯等)等等. 感应取电资料集锦 CT 取电技术 从电力系统高压母线获取低压电源 返回目录 第6页1.3.1 配电线路故障指示器 配电线路故障指示器(fault indicator for distribution line): 一种用来指示配电系统中配电线路发生短路故障及接地故障并能够进行故障相别指 示的检测装置.根据用途可分为电缆型和架空型.配网自动化中的故障指示器的主 要作用首先在于实时监测配网运行状态,其次在电网发生故障时实现快速故障定位 和隔离,缩短故障处理时间,从而缩短停电时间,提高供电可靠性.配电自动化的 发展使故障指示器得到广泛的应用. 线路故障指示器可直接安装在 6KV 到35KV 电压等级线路上,通过现场翻牌、闪 光指示方式来检测线路的接地、短路故障,可为线路管理人员查找故障提供技术支 持. 目前一般由太阳能电池给蓄电池充电提供,所以担心阴雨天电力不足,同时大的 太阳能电池板,风大时摆动,抗风能力差. 理想的方式是通过电流互感器感应取电直接给蓄电池充电(为数据采集器等电子 装置提供工作电源,为无线远传通讯设备提供通讯电源,为电动机构提供驱动电源, 并为可对后备电池和储能电容充电.由于体积小、安装方便,电流互感器感应电源 已成为故障指示器系统中最主要的取电方式.目前实现起来有一些困难,因为电流 的变比太大,电流大时多余能量不好释放.需要的是一种宽范围输入的CT取电电路, 实现微功耗高压取电 (电力行业标准DL/T1157―201 《配电线路故障指示器技术条件》 要求:线路故障指示器的待机状态下的整机工作电流不大于20uA).采用了经线路 感应取电与电池备用相结合的电源设计, 解决了市场上故障指示器由于仅靠电池供 电导致使用寿命短的问题 ;