一种用于配网的CT取电电源电路的制作方法

一种用于配网的ct取电电源电路
技术领域
1.本发明涉及的是电源技术领域，具体涉及一种用于配网的ct取电电源电路。


背景技术：

2.随着配网自动化建设的推进，大多数关键节点的配网设备已经完成了自动化改造，但部分存量设备由于条件限制无法实现对自动化的改造，其中部分由于10kv电压互感器，即pt的安装需要空间且停电时间较长，导致现场无法加装pt实现对设备的供电。因此，研究通过电流互感器，即ct取电，实现对自动化设备的供电是自动化改造需要重点解决的一大问题。
3.目前部分设备厂家的ct取电电源在现场已有应用案例，但仍存在较多问题，主要体现在：(1)电路过于简单，没有完善的保护措施，容易对后续自动化装置造成损坏；(2)虽然电路加了保护措施，但当电源高于或者低于系统工作电源范围时，将外部电源断开，容易造成电能损耗。
4.为了解决上述问题，设计一种新型的用于配网的ct取电电源电路尤为必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种用于配网的ct取电电源电路，结构简单，设计合理，通过ct取电实现对配电终端的供电，保护配电终端用电的安全性，同时有效提高ct取电电能的利用率，实用性强，易于推广使用。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于配网的ct取电电源电路，包括双向可控硅、第一电阻、第二电阻、瞬态抑制二极管、整流桥、储能电容、滤波电容、电源模块、后备电池和二极管，双向可控硅的两个电极分别接入ct取电互感器的cts1输出端、cts2输出端，双向可控硅的两个电极还分别与整流桥的1脚、2脚相连，双向可控硅的栅极连接第二电阻至整流桥的1脚，双向可控硅的栅极还依次连接第一电阻、瞬态抑制二极管至整流桥的2脚，整流桥的3脚、4脚分别与电源模块的1脚、2脚相连，电源模块的1脚、3脚与2脚之间分别连接有储能电容、滤波电容，电源模块的4脚依次连接二极管、后备电池至其2脚，电源模块的4脚与2脚之间接有模拟负载。
7.作为优选，所述的双向可控硅采用双向大功率可控硅bta41-200。
8.作为优选，所述的电源模块采用宽范围dc-dc电源模块pe-12v-b4。
9.作为优选，所述的后备电池采用12v直流电源。
10.本发明的有益效果：本电路通过ct取电实现对配电终端的供电，满足在不同电流情况下，给配电终端提供安全的供电电源，保护配电终端用电的安全性，同时有效提高ct取电电能的利用率，应用前景广阔。
附图说明
11.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
12.图1为本发明的电路图。
具体实施方式
13.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
14.参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种用于配网的ct取电电源电路，包括双向可控硅t1、第一电阻r1、第二电阻r2、瞬态抑制二极管tvs1、整流桥b1、储能电容c1、滤波电容c2、电源模块u1、后备电池bt1和二极管d1，双向可控硅t1的两个电极分别接入ct取电互感器的cts1输出端、cts2输出端，双向可控硅t1的两个电极还分别与整流桥b1的1脚、2脚相连，整流桥b1用于电源整流，双向可控硅t1的栅极连接第二电阻r2至整流桥b1的1脚，双向可控硅t1的栅极还依次连接第一电阻r1、瞬态抑制二极管tvs1至整流桥b1的2脚，整流桥b1的3脚、4脚分别与电源模块u1的1脚、2脚相连，电源模块u1的1脚、3脚与2脚之间分别连接有储能电容c1、滤波电容c2，电源模块u1的4脚依次连接二极管d1、后备电池bt1至其2脚，电源模块u1的4脚与2脚之间接有模拟负载rl。
15.值得注意的是，所述的双向可控硅t1采用双向大功率可控硅bta41-200，瞬态抑制二极管tvs1采用大功率tvs管，所述的电源模块u1采用宽范围dc-dc电源模块pe-12v-b4；所述的后备电池bt1采用12v直流电源。
16.本具体实施方式的工作原理为：
17.(1)当ct取电电能和配电终端消耗电能达到动态平衡时，整流后的电压在电源模块u1的正常工作范围。cts1、cts2取电的电压经整流桥b1整流后，向电源模块u1供电，电源模块u1输出12v电压，此时二极管d1处于截止状态，由外部电源向系统供电，使配变终端可以稳定地工作。
18.(2)当ct取电电能小于配变终端消耗电能时，系统优先消耗储能电容c1内存储的电能。储能电容c1两端的电压低于电源模块u1正常工作范围时，电源模块u1进入待机模式，由后备电池bt1持续供电，系统正常工作，同时ct取电电能不断向储能电容c1充电，当储能电容c1电压升高至电源模块u1工作范围时，模拟负载rl自动切换为电源模块u1供电，储能电容c1电能被消耗下降时，再切换为后备电池bt1供电；如此往复，实现后备电池bt1和ct取电供电切换的工作模式，从而充分利用ct取电电能。
19.(3)在ct取电电能远大于配变终端消耗的电能时，则电源模块u1输入端的电压随着电能的不断累积不断地上升，此时双向可控硅t1部分电路开始工作，将整流桥b1整流后的电压限制在电源模块u1的工作范围内，防止电压过高损坏电源模块器件。
20.以双向可控硅bta41-200为例，其具体工作流程如下：当cts1、cts2电压设定电压值为vi1，在双向可控硅t1不导通时，vi1施加在瞬态抑制二极管tvs1两端，当vi1大于瞬态抑制二极管tvs1的最大保护电压时，瞬态抑制二极管tvs1瞬间导通，由于分压关系，双向可控硅t1的阳极a1和栅极产生压差，电流通过阳极a1流向栅极，在电流大于双向可控硅t1的开通电流时，双向可控硅t1导通，即将cts1和cts2短接，可将多余的电能泄放；当ct取电输入的电压变小时，双向可控硅t1重新断开。可知，双向可控硅t1工作在第ⅰ、ⅲ象限，可控硅的导通电流igt＜50ma、导通电压vgt＜1.3v，则可控硅的导通电压vdt＝vtvs+igt
×
r2。
21.本具体实施方式用于无pt供电且需要进行自动化改造的配网中，在配网中使用ct
将线路电流转化为电压信号，通过ct取电实现对配电终端进行供电，该电路通过过压泄放回路的设计结构，满足在不同电流情况下，给配电终端提供安全的供电电源，保护了配电终端的用电安全，保障配变终端的正常运行，同时有效提高ct取电电能的利用率，对无供电条件下配网自动化的改造具有极大的实用价值，具备广阔的市场应用前景。
22.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种用于配网的ct取电电源电路，其特征在于，包括双向可控硅(t1)、第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、瞬态抑制二极管(tvs1)、整流桥(b1)、储能电容(c1)、滤波电容(c2)、电源模块(u1)、后备电池(bt1)和二极管(d1)，双向可控硅(t1)的两个电极分别接入ct取电互感器的cts1输出端、cts2输出端，双向可控硅(t1)的两个电极还分别与整流桥(b1)的1脚、2脚相连，双向可控硅(t1)的栅极连接第二电阻(r2)至整流桥(b1)的1脚，双向可控硅(t1)的栅极还依次连接第一电阻(r1)、瞬态抑制二极管(tvs1)至整流桥(b1)的2脚，整流桥(b1)的3脚、4脚分别与电源模块(u1)的1脚、2脚相连，电源模块(u1)的1脚、3脚与2脚之间分别连接有储能电容(c1)、滤波电容(c2)，电源模块(u1)的4脚依次连接二极管(d1)、后备电池(bt1)至其2脚，电源模块(u1)的4脚与2脚之间接有模拟负载(rl)。2.根据权利要求1所述的一种用于配网的ct取电电源电路，其特征在于，所述的双向可控硅(t1)采用双向大功率可控硅bta41-200。3.根据权利要求1所述的一种用于配网的ct取电电源电路，其特征在于，所述的电源模块(u1)采用宽范围dc-dc电源模块pe-12v-b4。4.根据权利要求1所述的一种用于配网的ct取电电源电路，其特征在于，所述的后备电池(bt1)采用12v直流电源。

技术总结
本发明公开了一种用于配网的CT取电电源电路，它涉及电源技术领域。双向可控硅的两个电极分别接入CT取电互感器的输出端CTS1、CTS2，双向可控硅的两个电极还分别与整流桥的1脚、2脚相连，双向可控硅的栅极连接第二电阻至整流桥的1脚，双向可控硅的栅极还依次连接第一电阻、瞬态抑制二极管至整流桥的2脚，整流桥的3脚、4脚分别与电源模块的1脚、2脚相连，电源模块的1脚、3脚与2脚之间分别连接有储能电容、滤波电容，电源模块的4脚依次连接二极管、后备电池至其2脚。本发明通过CT取电实现对配电终端的供电，满足在不同电流情况下，给配电终端提供安全的供电电源，提高CT取电电能的利用率，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。


技术研发人员：闫兴浩 汪志鹏 胡顺江 陈亚涛
受保护的技术使用者：上海紫通信息科技有限公司
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2023/3/30