电容模组的电压和超级电容温度进行监控，一旦超过超级电容的要求，则退出超级电容模组并由变流器对负载直接供电，保证超级电容可靠工作。
【附图说明】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0025]图1是本发明的原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:图1是本发明的原理示意图。
[0027]如图1所示，本发明的基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，包括冲击保护单元、处理电路和监控单元；所述冲击保护单元的输入端分别与铁塔和分段绝缘架空地线连接，所述冲击保护单元的输出端与处理电路的输入端连接，所述监控单元与处理电路连接用于根据设定对输出电压的范围进行调节。
[0028]在本实施例中，输入端子I和输入端子2上连接有冲击保护单元，用于雷电冲击和操作冲击波的防护。第一滤波器与冲击保护单元的输出端口连接，其基本功能是通工频，阻高频。考虑到地线感应电流畸变比较严重，滤波器采用双极型滤波器。第一滤波器并接一个单相变压器GB，所述单相变压器GB为有多个抽头输出的单相变压器，单相变压器的各输出端分别通过变压器输出切换开关与整流桥连接，所述变压器输出切换开关与变压器输出控制器连接，用于对经过第二滤波器的整流桥输出电压进行测量。还可以实现后续电路及在线监控设备的电气隔离，保障设备与人身安全。之后并接一个稳压二极管D，进一步抑制高频干扰，再并接一个整流桥，优选的，经整流桥整流后再接第二滤波器，将滤波后的交流电压转换为直流电压。该直流电压的幅值与线路潮流等密切相关，为了保证该电压值在后续的变流器的输入范围之内，整流桥后设置一控制单元，即变压器输出控制器，用于对整流桥输出电压分压后进行测量并监控。使整流桥输出电压满足变流器的输入要求，在本实施例中变流器采用DC-DC变流器，可以将其输入端的直流电压变换为常用的直流电压等级。
[0029]在本实施例中，DC-DC变流器的输出端连接到输出端子3、4，变流器还通过开关S1连接超级电容Ctl,开关S1的通断控制由CMU (超级电容监控单元)决定，CMU采用CE8808芯片监控DC-DC输出电压。CMU主要包括电压比较器，输出驱动元件，SI采用采用具有负荷能力的开关，本实施例中采用固态继电器。通过电压比较器对DC-DC变流器电压进行监控，当变流器输出电压高于超级电容Ctl的额定值时，CMU控制SI断开，使变流器直接供电，否则，则闭合开关SI，使电容和变流器联合对负载供电。
[0030]在本实施例中，单相变压器为多个抽头输出的单相变压器，各输出端分别通过变压器输出切换开关Kl?K3连接到整流桥。开关Kl?K3的控制由TOC (变压器输出控制器)进行控制。本实施例中的TOC主要包括三个分压器、电压比较器、输出驱动元件及固态继电器，三个固态继电器分别对应K1、K2和K3，如图1所示。TOC对经过第二滤波器的整流桥输出电压进行测量，分别通过三个电压比较器(CP1、CP2和CP3)实现测量。当整流桥输出电压在所设定的正常范围内时，其中的一个比较器(CP2)控制开关K2接通，此时另两个比较器控制Kl和K3断开；当整流桥输出电压高于所设定的上限值时，其中的一个比较器(CP3)控制开关K3接通，此时另两个比较器控制Kl和K2断开；当整流桥输出电压低于所设定的下限值时，其中的一个比较器(CPl)控制开关Kl接通，此时另两个比较器控制K3和K2断开。控制的目的是使整流输出电压始终处于DC/DC变流器的正常输入范围。图中的电压比较器由超级电容通过分压器供电。
[0031]在本实施例中，端子I和2分别连接分段绝缘架空地线和铁塔，地线与铁塔之间的地线绝缘子则用导线短接，以防其它相邻取能回路在取能装置上产生反向感应电流，抵消取能功率。
[0032]在本实施例中，冲击保护单元包括避雷器和电涌抑制器，所述避雷器和电涌抑制器之间串接有电感，冲击保护单元由2级组成，第一级为靠近架空地线侧的为避雷器，主要用于泄放雷电冲击波的大部分能量；第二级为SPD(电涌抑制器)，与避雷器配合，用于泄放余下的冲击能量。针对操作冲击电涌防护，用针对雷电冲击防护的sro代替。但其标称电流大于同等峰值的操作冲击电流值，优选3倍以上的标称电流。此外，第一级和第二级之间还串联有电感，用于限制雷电流流到第二级保护装置，增强保护效果。sro采用具有短路保护功能的低压单极产品，为了防护雷电冲击和操作过电压下的电涌，其标称电流根据雷电冲击和操作冲击电流峰值选择。
[0033]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:包括冲击保护单元、处理电路和监控单元； 所述冲击保护单元的输入端分别与铁塔和分段绝缘架空地线连接，所述冲击保护单元的输出端与处理电路的输入端连接，所述监控单元与处理电路连接用于根据设定对输出电压的范围进行调节。2.根据权利要求1所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述处理电路包括滤波器、单相变压器和整流电路， 所述滤波器的输入端与冲击保护单元的输出端连接，所述滤波器还与单相变压器的输入端连接，所述单相变压器的输出端与整流电路的输入端连接。3.根据权利要求2所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述整流电路包括整流桥、变压器输出控制器和变流器，所述滤波器包括第一滤波器和第二滤波器， 所述第一滤波器的输出端与单相变压器的输入端连接，所述单相变压器的输出端与整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与变压器输出控制器的输入端连接用于对整流桥输出的直流电压进行调节，所述变压器输出控制器的输出端与变流器的输入端连接。4.根据权利要求1所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:还包括超级电容，所述监控单元为电容监控单元， 所述超级电容通过开关IV与变流器的输出端连接，所述电容监控单元与开关IV连接用于对变流器输出的电压进行监控并根据输出的电压值控制开关IV的通断。5.根据权利要求3所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述单相变压器为有多个抽头输出的单相变压器，所述单相变压器的各输出端分别通过变压器输出切换开关与整流桥连接，所述变压器输出切换开关与变压器输出控制器连接，用于对经过第二滤波器的整流桥输出电压进行测量。6.根据权利要求5所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述变压器输出切换开关包括开关1、开关II和开关III，当整流桥输出电压在预设的正常范围内时，控制开关II接通，同时控制开关I和开关III断开，当整流桥输出电压高于预设的上限值时，控制开关III接通，同时控制开关I和开关II断开，当整流桥输出电压低于预设的下限值时，控制开关开关I接通，同时控制开关II和开关III断开。7.根据权利要求1所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述地线与铁塔之间的地线绝缘子用导线短接。8.根据权利要求5所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述单相变压器与整流桥之间设有稳压二极管。9.根据权利要求6所述基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述开关为固态继电器。10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，其特征在于:所述冲击保护单元包括避雷器和电涌抑制器，所述避雷器和电涌抑制器之间串接有电感。
【专利摘要】本发明提供的基于电磁感应的输电线路分段绝缘架空地线多点取能系统，包括冲击保护单元、处理电路和监控单元；所述冲击保护单元的输入端分别与铁塔和分段绝缘架空地线连接，所述冲击保护单元的输出端与处理电路的输入端连接，所述监控单元与处理电路连接用于根据设定对输出电压的范围进行调节；本发明直接从接地的架空地线取能，不仅可以解决绝缘问题，而且适用于位于地电位的监控设备，具有很好的工程应用价值，可大规模推广本发明可以限制地线电压或电流波动给负载供应电压带来的不利影响，同时保证使用安全，同时，采用超级电容对负载供电，即可以保证断电时为负载足够的供电功率和供电时间，同时也具有免维护、工作温度范围宽，使用寿命长等优点。
【IPC分类】H02J7/02, H02J5/00
【公开号】CN104979853
【申请号】CN201510405495
【发明人】范松海, 刘益岑, 龚奕宇, 薛志航, 马啟潇, 蒋兴良, 谢彦斌, 胡建林, 张志劲
【申请人】国家电网公司, 国网四川省电力公司电力科学研究院, 重庆大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月10日