專利名稱：一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源，可用于高壓檢測(cè)設(shè)備的專用 穩(wěn)壓電源，屬于電源類技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在許多特殊的電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)保護(hù)方案的實(shí)施過(guò)程中，如何給高壓現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備供 電往往成為非常關(guān)鍵的問(wèn)題。例如對(duì)高壓架空線路、電力電纜和配電單元等進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，附 近一般都沒(méi)有合適的低壓電源可供監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，此外在有些條件下，由于電力線路高低 壓必須隔離，低壓側(cè)即使有現(xiàn)成的電源也不能使用。為了解決上述問(wèn)題，目前工程中應(yīng)用的供能方式主要有CT取電供能、電容分壓 供能、蓄電池供能、激光供能等。其中電容分壓供能方式對(duì)分壓電容工藝要求很高，且系統(tǒng) 可靠性不好；蓄電池壽命有限，且需停電更換；而如果采用激光供電方式，又受到光電池轉(zhuǎn) 換效率和激光二極管發(fā)生器的價(jià)格限制，造價(jià)昂貴。綜合考慮普遍認(rèn)為采用CT取電供能的 方式較好，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，它與高壓一次回路沒(méi)有直接的電氣聯(lián)系，且與高壓側(cè)等 電位工作，非常安全，規(guī)避了高低壓隔離問(wèn)題。但在現(xiàn)有的高壓取電方案中，大都為直接將CT輸出經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后供給監(jiān) 測(cè)設(shè)備，沒(méi)有對(duì)電源本身及后級(jí)電路采取保護(hù)措施，或保護(hù)電路較為簡(jiǎn)單，存在穩(wěn)壓效果不 好，不能適應(yīng)高壓系統(tǒng)回路電流大范圍波動(dòng)，取電CT發(fā)熱量較大，噪聲大的問(wèn)題，長(zhǎng)期運(yùn)行 會(huì)引起絕緣破壞發(fā)生匝間短路，大大影響了該電源的使用壽命。而當(dāng)發(fā)生雷擊或一次高壓 回路短路故障時(shí)，由于沒(méi)有保護(hù)措施會(huì)損壞后級(jí)電路。而且市面上的取電CT存在現(xiàn)場(chǎng)安裝 不方便的問(wèn)題，都需要根據(jù)CT與高壓電纜的配合另外設(shè)計(jì)安裝結(jié)構(gòu)，給工程的實(shí)施帶來(lái)了 不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種穩(wěn)定可靠、安全高效、安裝簡(jiǎn)便的應(yīng)用于高壓監(jiān)測(cè) 保護(hù)設(shè)備的恒壓直流電源。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電 源，所述的取電線圈連接瞬間抑制電路的輸入端，瞬間抑制電路的輸出端連接第一整流電 路的輸入端ac兩端，第一整流電路的輸出端db兩端連接濾波電路，濾波電路的輸出端依 次連接恒壓電路DC/DC以及輸出濾波電路，取電線圈、瞬間抑制電路、第一整流電路、濾波 電路、恒壓電路DC/DC以及輸出濾波電路組成恒壓直流電源主回路，其特征在于，所述的控 制線圈連接瞬間抑制電路的輸入端，瞬間抑制電路的輸出端連接第二整流電路的輸入端ac 兩端，第二整流電路的輸出端db兩端連接場(chǎng)效應(yīng)管控制器的漏極和源極，場(chǎng)效應(yīng)管控制器 的控制端連接采樣比較控制電路的輸出端，控制線圈、瞬間抑制電路、第二整流電路、場(chǎng)效 應(yīng)管控制器已經(jīng)采樣比較控制電路組成磁平衡控制回路。磁平衡控制回路通過(guò)采樣比較控 制電路連接恒壓直流電源主回路。[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，電能轉(zhuǎn)化效率高，能夠適應(yīng)高壓一次 回路電流大范圍的波動(dòng)以及電流微弱的環(huán)境，電壓輸出可在一定范圍內(nèi)可調(diào)，通用性好，現(xiàn) 場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便。

圖1為高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源電路原理框圖；圖2為采樣比較控制電路原理框圖；圖3為高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源取電CT結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例如圖1所示，為高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源電路原理框圖，所述的高壓回路開(kāi) 關(guān)式感應(yīng)直流電源電路分為恒壓直流電源主回路和磁平衡控制回路兩部分。恒壓直流電源 主回路由CT取電線圈2、瞬間抑制電路、第一整流電路9、濾波電路、恒壓電路DC/DC12和輸 出濾波電路組成。磁平衡控制回路由CT控制線圈3、瞬間抑制電路、第二整流電路10、場(chǎng)效 應(yīng)管控制器11以及采樣比較控制電路組成。恒壓直流電源主回路通過(guò)采樣比較控制電路 與磁平衡控制回路場(chǎng)效應(yīng)管控制器連接形成負(fù)反饋閉環(huán)控制。取電線圈2與瞬間抑制電路的輸入端相連，瞬間抑制電路的輸出端與第一整流電 路9輸入端相連，第一整流電路9輸出端與濾波電路的輸入端相連，濾波電路與恒壓電路 DC/DC12的輸入端相連，恒壓電路DC/DC12輸出經(jīng)輸出濾波電路13后向監(jiān)控保護(hù)裝置提供 穩(wěn)定的電壓?？刂凭€圈3與瞬間抑制電路的輸入端相連，瞬間抑制電路的輸出端與第二整流電 路10的輸入端相連，第二整流電路10的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管控制器11的漏極和源極相連， 采樣比較控制電路同時(shí)與恒壓電路DC/DC12的輸入端和輸出端相連，輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管控 制器11的控制端相連。如圖2所示，為采樣比較控制電路原理框圖，所述的采樣比較控制電路由采樣電 路、參考電壓電路以及比較器組成。采樣電路、參考電壓電路都采用電阻分壓器，采樣信號(hào)從主回路恒壓電路DC/DC12 輸入端獲得，參考電壓則從主回路恒壓電路DC/DC12輸出端獲得，采樣電路及參考電壓的 信號(hào)輸出與比較器的輸入端相連，比較器輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管控制器11的控制端。如圖3所示，為高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源取電CT結(jié)構(gòu)示意圖，所述的取電CT 由對(duì)稱C型部件1、取電線圈2、控制線圈3、連接軸4、開(kāi)口處5、弧形夾片6以及緊固定位件 7組成。對(duì)稱C型部件1由環(huán)氧樹(shù)脂澆注而成，其內(nèi)層為電磁鐵芯8，在電磁鐵芯8外側(cè)繞 制了兩組線圈，分別為取電線圈2、控制線圈3。為獲得穩(wěn)定高效的直流電源，本實(shí)施例電磁 鐵芯8內(nèi)徑略大于一次載流母線外徑，選取較小的環(huán)路路徑。所述電磁鐵芯8采用組合磁 性材料，電磁鐵芯8內(nèi)層采用超微晶鐵芯材料，電磁鐵芯8外層采用0. 2mm硅鋼。所述取電 線圈2以及控制線圈3的匝數(shù)由擬應(yīng)用回路的一次電流和期望輸出的電壓、電流綜合確定，期望輸出電流越大，環(huán)繞線圈的直徑越大，以減小內(nèi)阻。對(duì)稱C型部件1呈圓形，在它垂直 中軸線方向的一端裝有連接軸4，另一端設(shè)有可通過(guò)螺柱緊固的開(kāi)口處5，電磁感應(yīng)線圈的 平行中軸線方向的兩側(cè)分別設(shè)有兩兩對(duì)稱由螺柱和弧形夾片6組成的緊固定位件7。使用時(shí)，先將開(kāi)口處5的螺柱旋松，然后將對(duì)稱C型部件1沿連接軸4旋轉(zhuǎn)打開(kāi)成 兩個(gè)半圓部分，將緊固定位件7擰松開(kāi)，然后將兩個(gè)半圓部分套于監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置附近的架 空線路、電力電纜或配電單元的載流母線上，再將CT開(kāi)口處5的螺帽緊固，使分開(kāi)的兩個(gè)半 圓部分重新合并，通過(guò)調(diào)整緊固定位件7可使載流母線處于CT的中心，從而使磁場(chǎng)均衡，增 強(qiáng)了電磁轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)一次系統(tǒng)載流母線為矩形銅牌時(shí)，可采用兩個(gè)“U”型對(duì)稱部件構(gòu)成 的矩形CT，安裝結(jié)構(gòu)與圓形CT類似?；鶞?zhǔn)參考電壓由恒壓電路DC/DC12輸出端處獲得，通過(guò)采樣電路獲得的信號(hào)與之 比較，當(dāng)穿過(guò)CT的電力系統(tǒng)一次電流增大時(shí)，取電線圈2磁通量增大，使得采樣信號(hào)大于參 考電壓，比較器輸出高電平觸發(fā)場(chǎng)效應(yīng)管控制器11飽和導(dǎo)通，將由一次電流增大所產(chǎn)生的 能量以熱的形式泄放掉，從而使取電線圈2磁通量迅速下降，使得采樣信號(hào)小于參考電壓， 比較器輸出低電平，場(chǎng)效應(yīng)管控制器11退出飽和區(qū)，取電線圈2磁通量迅速回升。工作過(guò) 程如此循環(huán)，這樣在場(chǎng)效應(yīng)管控制器11控制端形成了矩形波控制信號(hào)，磁平衡控制電路工 作在循環(huán)往復(fù)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。在磁平衡控制回路的作用下使得恒壓電路DC/DC12的輸入端的 電壓恒定在一定的范圍內(nèi)，增強(qiáng)了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)，還抑制了電磁鐵芯8 內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，適當(dāng)降低電源的發(fā)熱量和噪聲。當(dāng)電力系統(tǒng)一次回路發(fā)生雷擊或短路故障時(shí)，本實(shí)施例設(shè)置的兩路瞬間抑制電路 可有效抑制高壓帶來(lái)的沖擊，從而保護(hù)后級(jí)電路避免損壞。所述瞬間抑制電路主要由瞬態(tài) 抑制管或壓敏電阻構(gòu)成。所述場(chǎng)效應(yīng)管控制器11使用了 STEK公司75NF75M0S管，具有輸 入阻抗高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、安全工作區(qū)域?qū)?、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。所述恒壓電 路DC/DC12采用了 NationalSemiconductor公司LM117穩(wěn)壓模塊，該模塊具有穩(wěn)壓效果好、 輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)，因此，能夠滿足不同電壓等級(jí)的監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的需要。
權(quán)利要求一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源，取電線圈(2)連接瞬間抑制電路的輸入端，瞬間抑制電路的輸出端連接第一整流電路(9)的輸入ac兩端，第一整流電路(9)的輸出db兩端連接濾波電路，濾波電路的輸出端依次連接恒壓電路DC/DC(12)和輸出濾波電路，取電線圈(2)、瞬間抑制電路、第一整流電路(9)、濾波電路、恒壓電路DC/DC(12)以及輸出濾波電路組成恒壓直流電源主回路，其特征在于，控制線圈(3)連接瞬間抑制電路的輸入端，瞬間抑制電路的輸出端連接第二整流電路(10)的輸入ac兩端，第二整流電路(10)的輸出db兩端連接場(chǎng)效應(yīng)管控制器(11)的漏極和源極，場(chǎng)效應(yīng)管控制器(11)的控制端連接采樣比較控制電路的輸出端，控制線圈(3)、瞬間抑制電路、第二整流電路(10)、場(chǎng)效應(yīng)管控制器(11)已經(jīng)采樣比較控制電路組成磁平衡控制回路，磁平衡控制回路通過(guò)采樣比較控制電路連接恒壓直流電源主回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源，其特征在于，所述的采 樣比較控制電路，包括采樣電路，采樣電路的輸入端連接恒壓電路DC/DC (12)的輸入端，參 考電壓電路的輸入端連接恒壓電路DC/DC(12)的輸出端，比較器的輸入端連接采樣電路以 及參考電壓電路的輸出端，比較器的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管控制器(11)的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源，其特征在于，對(duì)稱C型部 件⑴的形狀為圓形，其內(nèi)層為電磁鐵芯(8)，對(duì)稱C型部件⑴的外側(cè)設(shè)有取電線圈⑵ 和控制線圈(3)，對(duì)稱C型部件(1)的垂直中軸線方向的一端裝有連接軸(4)，另一端設(shè)有 可通過(guò)螺柱緊固的開(kāi)口處(5)，電磁感應(yīng)線圈平行中軸線方向的兩側(cè)分別設(shè)有兩兩對(duì)稱由 螺柱和弧形夾片(6)組成的緊固定位件(7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源，其特征在于，所述的高壓回路開(kāi)關(guān)式感應(yīng)直流電源電路分為恒壓直流電源主回路和磁平衡控制回路兩部分。恒壓直流電源主回路由CT取電線圈、瞬間抑制電路、第一整流電路、濾波電路、恒壓電路DC/DC和輸出濾波電路組成。磁平衡控制回路由CT控制線圈、瞬間抑制電路、第二整流電路、場(chǎng)效應(yīng)管控制器以及采樣比較控制電路組成。恒壓直流電源主回路通過(guò)采樣比較控制電路與磁平衡控制回路場(chǎng)效應(yīng)管控制器連接形成負(fù)反饋閉環(huán)控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，電能轉(zhuǎn)化效率高，能夠適應(yīng)高壓一次回路電流大范圍的波動(dòng)以及電流微弱的環(huán)境，電壓輸出可在一定范圍內(nèi)可調(diào)，通用性好，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)H02M7/21GK201611850SQ20092021012
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者唐建中, 姚明, 陳波波, 陳海昆, 陳連燦 申請(qǐng)人:上海南華蘭陵電氣有限公司;上海市電力公司