专利名称：自供电装置以及电力柜的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力技术，尤其涉及一种中压电力供电设备中的自供电装置以及电力柜。
背景技术：
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。 它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输变电系统及配电系 统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地 区经济和人民生活服务。在相关技术中，为了保证电力系统安全经济运行，必须对电力设备的运行情况进 行监视和测量。如果电力系统的电力元件(例如发电机、线路等)发生了故障，使得电力 系统的不能够继续安全运行，电力系统中的继电保护系统需要向运行值班人员及时发出警 告信号，或者直接控制断路器切断供电主回路。可以看出，继电保护器对电力系统的安全运 行起着非常重要的作用，为了保证继电保护器的正常运行，需要为继电保护器提供稳定且 持续的供电电源。继电保护器不能直接接入一次高压设备，因此，一般需要将一次系统的高电压变 换成低电压后，再供给继电保护器使用。目前，为继电保护器供电的外接电源包括电压互 感器(Pressure Transformer ；以下简称PT)以及直流电源屏，即直流屏。电压互感器是一个带铁芯的变压器，它主要由一、二次绕组、铁芯和绝缘体组成。 电压互感器可以将高电压按比例转换成低电压，电压互感器一次绕组接在一次系统，二次 绕组接继电保护器，从而实现为继电保护器供电。直流电源屏为继电保护器供应直流电源， 它包括能够将高压交流电(10千伏左右)转变为低压交流电(220伏左右)的变压器，以及 必要的整流电路，能够提供非常大的能量，并具有较大的体积。为继电保护器供电的电压互感器、直流电源屏的体积都比较大，安装也非常的麻 烦，此外，由于电压互感器和直流电源屏提供的能量非常高，而继电保护器只需要非常小的 能量，因此，客观上产生了浪费，增大了设备的成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种自供电装置，用以解决现有技术中为继电保护器供 电的外接电源体积大、安装麻烦、容易产生能量浪费的缺陷，实现使用自供电装置为继电保 护器供电。本发明的另一个目的是提供一种电力柜，用以解决现有技术中电力柜因为继电保 护器供电而造成的柜体较大，为继电保护器供电成本较高的缺陷。本发明一些实施例提供了 一种自供电装置，包括电流互感器，套设至主回路电源 线外，用于产生感应电流；整流电路，连接电流互感器，用于对感应电流进行整流，输出直流 电；限压电路，连接整流电路，用于对直流电的电压进行限压，得到第一预定电压并输出。
本发明自供电装置的实施例，通过使用电流互感器产生感应电流，并通过整流电路以及限压电路得到为负载供电的电压，实现了在没有外接电源的情况下，使用电流互感 器自身产生的感应电流为负载供电，该自供电装置体积小，安装方便，不会产生能量的浪费。本发明另外一些实施例提供了一种电力柜，包括主回路电源线、继电保护器，还包 括自供电装置，该自供电装置用于向继电保护器提供供电电源；其中，该自供电装置包括 电流互感器，套设至主回路电源线外，用于产生感应电流；整流电路，连接电流互感器，用于 对感应电流进行整流，输出直流电；限压电路，连接整流电路，用于对直流电的电压进行限 压，得到第一预定电压并输出。本发明电力柜的实施例，通过在电力柜中内置具有较小体积的自供电装置，并为 继电保护器提供电源，能够减小电力柜柜体的体积，并且缩减了为继电保护器供电的成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本发明实施例的自供电装置的结构示意图；图2是根据本发明实施例的电力柜的结构示意图；图3是根据本发明实施例的电源转换的结构示意图；图4是根据本发明实施例的三方能源供电的示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。根据本发明的实施例，提供了一种自供电装置，图1是根据本发明实施例的自供 电装置的结构示意图，如图1所示，根据本发明实施例的自供电装置包括电流互感器10、 整流电路12、限压电路14、DC/DC转换器16，下面，对本发明实施例的自供电装置中的各个 功能模块进行详细的说明。电流互感器10，套设至主回路电源线外，用于产生感应电流；具体地，电流互感器10为穿心式电流互感器，将主回路电源线作为该电流互感器 10的一次绕组，由于主回路电源线中通有交流电(AlternatingCurrent ；简称为AC)，电流 互感器10将在二次绕组中感应出相应的电动势，电流互感器10的二次绕组连接有整流电 路12，从而可以产生感应电流，该感应电流为交流电。整流电路12，连接电流互感器10，用于对电流互感器10的二次绕组中产生的感应 电流进行整流，输出直流电(Direct Current ；简称为DC)；具体地，整流电路12的主要作 用是将电流互感器10的二次绕组感应出的交流电变为直流电。整流电路12中包括具有单向导电特性的器件，利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为 直流电。在本发明实施例中，可以使用桥式整流电路，这种桥式整流电路只要增加两只二极 管连接成桥式结构即可。优选地，桥式整流电路可以为AC/DC转换器。需要说明的是，如果使用二极管作为整流元件，需要根据不同的整流方式和负载 大小加以选择。如选择不当，有可能造成电路不能安全工作，甚至可能将二极管烧毁。限压电路14，连接整流电路12，用于接收整流电路12输出的直流电，并对其电压 进行限压，得到第一预定电压并输出。在实际应用中，优选地，限压电路14允许输入的电 压范围为DC8V至DC400V，其输出的电压范围为DC8V至DC130V，因此，上述第一预定电压 在DC8V至DC130V之间。在实际应用中，根据需要，可以对限压电路进行调整，在DC8V至 DC130V范围内使其输出电压与负载的工作电压相适应，为负载供电。优选地，自供电装置还可以包括DC/DC转换器16，连接限压电路14，用于将第一 预定电压转换为第二预定电压并输出，即，对第一预定电压再次进行降压，得到第二预定电 压。在本发明的实施例中，连接DC/DC转换器16的负载为继电保护器，DC/DC转换器16输 出的第二预定电压为24伏，与继电保护器的工作电压相适应，可以为继电保护器供电。由 于DC/DC转换器16提供的能量正好为继电保护器所用，因此不会产生能量的浪费。DC/DC转换器16 —般由控制芯片、电感线圈、二极管、三极管、电容器构成。此外， DC/DC转换器16可以分为三类升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型 DC/DC转换器。本发明实施例由于需要将电压降到24伏为继电保护器供电，因此可以选择 降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据本发明实施例的自供电装置，通过使用电流互感器10产生感应电流，并通过 整流电路12以及限压电路14得到为负载供电的电压，实现了在没有外接电源的情况下， 使用电流互感器自身产生的感应电流为负载供电，此外，如果在限压电路14后再连接一个 DC/DC转换器16，将限压电路14输出的电压再进行一次电压的转换，使得自供电装置能够 适应更小工作电压的负载，可以为不同的负载进行供电。该自供电装置具有体积小，安装方 便的特点，并且不会产生能量的浪费。根据本发明的另一实施例，提供了一种电力柜，图2是根据本发明实施例的电力 柜的结构示意图，如图2所示，根据本发明实施例的电力柜包括主回路电源线20、自供电 装置22、以及连接至自供电装置22的继电保护器(即，负载)24，其中，自供电装置22包括 电流互感器220、整流电路222、限压电路224、DC/DC转换器226。下面，对本发明实施例的 电力柜进行详细说明。电力柜的主回路电源线20中通有交流电，可以将主回路电源线20从自供电装置 22的电流互感器220的一次绕组中通过(即，电流互感器220套设至主回路电源线20外)， 由于主回路电源线20中通有交流电，电流互感器220将在二次绕组中感应出相应的电动 势，电流互感器220的二次绕组连接整流电路222，从而可以产生感应电流，该感应电流为 交流电。整流电路222的主要作用是将电流互感器220的二次绕组感应出的交流电变为直 流电。整流电路222中包括具有单向导电特性的器件，利用具有单向导电特性的器件，可以 把方向和大小交变的电流变换为直流电。在本发明实施例中，可以使用桥式整流电路，这种 桥式整流电路只要增加两只二极管连接成桥式结构即可。
限压电路224，连接整流电路222，用于接收整流电路222输出的直流电，并对其电 压进行限压，得到第一预定电压并输出。在实际应用中，优选地，限压电路224允许输入的 电压范围为DC8V至DC400V，其输出的电压范围为DC8V至DC130V，因此，上述第一预定电压 在DC8V至DC130V之间，根据需要，可以对限压电路224进行调整，在DC8V至DC130V范围 内使其输出的电压与负载的工作电压相适应，为负载供电。DC/DC转换器226，连接至限压电路224，用于将第一预定电压转换为继电保护器 24供电的第二预定电压并输出，S卩，对第一预定电压再次进行降压，得到第二预定电压。在 本发明的实施例中，DC/DC转换器226输出的第二预定电压为24伏，与继电保护器24的工 作电压相适应，可以为继电保护器24供电。由于DC/DC转换器226提供的能量正好为继电 保护器24所用，因此不会产生能量的浪费。此外，优选地，本发明实施例的电力柜中还可以包括直流电源33、和/或交流电源 36，图3是根据本发明实施例的电源转换的结构示意图，如图3所示，电流互感器30连接第 一整流电路31，电流互感器30产生的感应电流通过第一整流电路31、限压电路34、DC/DC 转换器35为继电保护器32供电；直流电源33连接DC/DC转换器35，直流电源33产生的直 流电通过DC/DC转换器35为继电保护器32供电；交流电源36连接第二整流电路37，该第 二整流电路37连接DC/DC转换器35，交流电源36产生的交流电通过第二整流电路37整流 为直流电后，经过DC/DC转换器35为继电保护器32供电。优选地，上述第一整流电路31、 第二整流电路37可以为AC/DC转换器。在实际应用中，可以在电力柜中对上述三个供电电 源进行转换，选择合适的供电电源为负载供电。此外，还可以保证在某个供电电源出现故障 的情况下，其他的供电电源可以为继电保护器继续供电。图4是根据本发明实施例的三方能源供电的示意图，如图4所示，一方能源为电流 互感器二次侧的感应电流，通过AC/DC转换为直流电后，通过宽电压范围自适应系统(即， 上述限压电路)和稳压电路(即，上述DC/DC转换器)的处理，输出直流稳定电压；另一方能 源为直流电源，通过直流输入接口电路将直流电输入宽电压范围自适应系统，并经过稳压 电路的处理后，输出直流稳定电压，第三方能源为交流电源，交流电压输入后，首先经过AC/ DC转换，得到的直流电输入宽电压范围自适应系统，经过稳压电路的处理后，输出直流稳定 电压。三方能源都可以得到稳定的直流输出，作为电源使用。综上所述，借助于上述技术方案中的至少一个技术方案，通过使用电流互感器产 生感应电流，并通过整流电路以及限压电路得到为负载供电的电压，实现了在没有外接电 源的情况下，使用电流互感器自身产生的感应电流为负载供电，此外，如果在限压电路后再 连接一个DC/DC转换器，将限压电路输出的电压再进行一次电压的转换，使得自供电装置 能够适应更小工作电压的负载，可以为不同的负载进行供电。该自供电装置具有体积小，安 装方便的特点，并且不会产生能量的浪费。此外，通过在电力柜中内置具有较小体积的自供 电装置，并为继电保护器提供电源，能够减小电力柜柜体的体积，并且缩减了为继电保护器 供电的成本。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
一种自供电装置，其特征在于，包括电流互感器，套设至主回路电源线外，用于产生感应电流；整流电路，连接所述电流互感器，用于对所述感应电流进行整流，输出直流电；限压电路，连接所述整流电路，用于对所述直流电的电压进行限压，得到第一预定电压并输出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自供电装置进一步包括DC/DC转换器，连接所述限压电路，用于将所述第一预定电压转换为第二预定电压并输出。
3.一种电力柜，包括主回路电源线、继电保护器；其特征在于还包括自供电装置，所 述自供电装置用于向所述继电保护器提供供电电源；其中，所述自供电装置包括电流互感器，套设至所述主回路电源线外，用于产生感应电流； 整流电路，连接所述电流互感器，用于对所述感应电流进行整流，输出直流电； 限压电路，连接所述整流电路，用于对所述直流电的电压进行限压，得到第一预定电压 并输出。
4.根据权利要求3所述的电力柜，其特征在于，所述自供电装置进一步包括DC/DC转换器，连接所述限压电路，用于将所述第一预定电压转换为第二预定电压并输出。
5.根据权利要求3或4所述的电力柜，其特征在于，所述电力柜还包括交流电源，连接至所述自供电装置的DC/DC转换器，用于为所述DC/DC转换器供电。
6.根据权利要求3或4所述的电力柜，其特征在于，所述电力柜还包括直流电源，连接至所述自供电装置的DC/DC转换器，用于为所述DC/DC转换器供电。
全文摘要
本发明实施例提供一种自供电装置以及电力柜，其中，该自供电装置包括电流互感器，套设至主回路电源线外，用于产生感应电流；整流电路，连接电流互感器，用于对感应电流进行整流，输出直流电；限压电路，连接整流电路，用于对直流电的电压进行限压，得到第一预定电压并输出。通过使用电流互感器产生感应电流，并通过整流电路以及限压电路得到为负载供电的电压，实现了在没有外接电源的情况下，使用电流互感器自身产生的感应电流为负载供电，该自供电装置体积小，安装方便，不会产生能量的浪费。
文档编号H02N1/06GK101989821SQ20091009077
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者岑雨良, 潘景乐 申请人:广州霍斯通电气有限公司