支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測配電線路的運(yùn)行情況，其增設(shè)高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括：電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電。電流感應(yīng)電源降低了成本，避免了鐵磁諧振，大大提升了電網(wǎng)的安全性。
【專利說明】支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實施例主要涉及配網(wǎng)配電技術(shù)，尤其涉及一種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端。

【背景技術(shù)】
[0002]配電線路傳輸距離遠(yuǎn)、支線多，多呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其故障查找非常困難。配電線路在線監(jiān)測采集終端與智能線路故障指示器相配合，可實時監(jiān)測線路的正常運(yùn)行情況和故障發(fā)生過程，檢測并指示短路和接地故障。這將為配電線路對運(yùn)行維護(hù)人員實時了解線路的運(yùn)行狀況，故障發(fā)生后的定位、維修等帶來極大的便利。
[0003]由于架空線型的配電線路多位于野外，配電線路在線監(jiān)測終端的供電將遇到極大的困難。目前通常的做法是將光伏電池與備用電源并聯(lián)使用。由光伏電池為備用電池充電，光伏電池與備用電池并聯(lián)后為配電線路在線監(jiān)測終端供電。由于需考慮多日的陰雨天氣，備用電池需支持配電線路在線監(jiān)測終端10日以上的運(yùn)行。
[0004]由于光伏電池的功率受天氣影響很大，其輸出極不穩(wěn)定，從而無法有效控制對備用電池的充電電流。因此備用電池多采用鉛酸電池與鎳氫電池,而這兩種備用電池的記憶效應(yīng)均比較嚴(yán)重。無規(guī)律的充電電流將大大影響這兩種電池的使用壽命。此外在一天之內(nèi)光伏電池在近一半的時間由于光照不足而無法為備用電池提供能量，備用電池勢必處于邊充邊放的狀態(tài)，這也將在一定程度上影響了備用電池的使用壽命。
[0005]此外，在備用電池的電放完之后，在短時間內(nèi)只能依靠光伏電池的輸出為配電線路在線監(jiān)測采集終端供能，而由于光伏電池的供電不穩(wěn)定，也就無法使得配電線路在線監(jiān)測采集終端穩(wěn)定工作。
[0006]為了給配電線路在線監(jiān)測終端提供電源，還有利用電壓互感器引出電源的方案，但這一方面高壓CT的成本偏高，另一方面高壓CT的大量使用可能會造成鐵磁諧振，從而帶來較大的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決前述技術(shù)缺陷，提供一種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測配電線路的運(yùn)行情況，其改進(jìn)在于增設(shè)高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括:電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電。
[0008]在一個實施例中，所述充電電路包括:備用電池，在配電線路負(fù)載長時間輸出功率不足的情況下提供穩(wěn)定的工作電壓；超級電容，用于在短時間內(nèi)對來自電流感應(yīng)電源的能量進(jìn)行緩存，以穩(wěn)定電流感應(yīng)電源的輸出電壓和功率，并且穩(wěn)定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監(jiān)測采集終端的工作電壓；以及充電管理電路，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應(yīng)的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。
[0009]在一個實施例中，所述充電邏輯為在一個預(yù)設(shè)周期內(nèi)檢測所述備用電池的使用情況和電流負(fù)荷，從而穩(wěn)定其輸出電流。
[0010]在一個實施例中，所述電流感應(yīng)電源包括:連接配電線路的用于取能的電流互感器(CT);連接所述CT的全橋整流電路；以及連接所述全橋整流電路的輸出端的激勵電路，用于防止所述CT所接出的二次側(cè)開路。
[0011 ] 在一個實施例中，所述開關(guān)電路包括連接于電流感應(yīng)電源與備用電池之間的并聯(lián)開關(guān)二極管D1，D2，防止所述備用電池向超級電容充電，或防止電流感應(yīng)電源直接向備用電池充電。
[0012]在一個實施例中，所述備用電池選用鎳氫電池或鉛酸電池。
[0013]在另一個實施例中，一種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測三相配電線路的運(yùn)行情況，其改進(jìn)設(shè)計在于包括:連接配電線路的電源，它具有高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括:電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電；以及通信端，用于通過無線方式分別與所述線路故障指示器和遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)進(jìn)行通信連接。
[0014]在一個實施例中，所述線路故障指示器包括分別接設(shè)在A、B、C三相電力線上的A、B、C相線路故障指示器，通過紅外方式連接所述通信端。
[0015]在一個實施例中，所述通信端通過WIFI或有線以太網(wǎng)方式連接遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)。
[0016]在一個實施例中，所述充電電路包括:備用電池，在配電線路負(fù)載長時間輸出功率不足的情況下提供穩(wěn)定的工作電壓；超級電容，用于在短時間內(nèi)對來自電流感應(yīng)電源的能量進(jìn)行緩存，以穩(wěn)定電流感應(yīng)電源的輸出電壓和功率，并且穩(wěn)定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監(jiān)測采集終端的工作電壓；以及充電管理電路，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應(yīng)的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。
[0017]在一個實施例中，所述充電邏輯為在一個預(yù)設(shè)周期內(nèi)檢測所述備用電池的使用情況和電流負(fù)荷，從而穩(wěn)定其輸出電流。
[0018]在一個實施例中，所述電流感應(yīng)電源包括:連接配電線路的用于取能的電流互感器(CT);連接所述CT的全橋整流電路；以及連接所述全橋整流電路的輸出端的激勵電路，用于防止所述CT所接出的二次側(cè)開路。
[0019]在一個實施例中，所述開關(guān)電路包括連接于電流感應(yīng)電源與備用電池之間的并聯(lián)開關(guān)二極管D1，D2，防止所述備用電池向超級電容充電，或防止電流感應(yīng)電源直接向備用電池充電。
[0020]在一個實施例中，所述備用電池選用鎳氫電池或鉛酸電池。
[0021]本發(fā)明技術(shù)效果顯而易見，與高壓PT供能相比，電流感應(yīng)電源降低了成本，避免了鐵磁諧振，大大提升了電網(wǎng)的安全性。與光伏電池供能相比，電流感應(yīng)電源的供能穩(wěn)定性大大增加，且由于供能門檻電流較小，因此一天之內(nèi)的有效供電時間也大幅度提高。在與超級電容的配合下，能抵消一部分短時間的線路負(fù)載波動，進(jìn)一步提高了供能的穩(wěn)定性，滿足了配電線路在線監(jiān)測終端的供能需求，由此可帶來如下優(yōu)勢:可較完整地實現(xiàn)對備用電池的充放電過程，從而增加了備用電池的使用壽命。所需的備用電池的容量也有所降低，從而也降低了整個裝置的成本。在備用電池放完電之后，電流感應(yīng)電源依舊能為配電線路在線監(jiān)測終端提供穩(wěn)定的電能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端的結(jié)構(gòu)功能框圖。

【具體實施方式】
[0023]參照圖1，支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端增設(shè)了一個高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括:電流感應(yīng)電源1，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及連接于所述電流感應(yīng)電源I與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電。支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端與配電線路上的智能線路故障指示器配合，實現(xiàn)對配電線路的運(yùn)行狀況、故障發(fā)生過程進(jìn)行實時監(jiān)測，能檢測并指示短路、接地等故障。與此同時，通過無線或有線信道將監(jiān)測到的信息實時上報給主站系統(tǒng)，為線路運(yùn)行的狀態(tài)估計、故障的搶修提供依據(jù)，提高供電質(zhì)量。
[0024]在一個實施例中，所述充電電路包括:備用電池2，在配電線路負(fù)載長時間輸出功率不足的情況下提供穩(wěn)定的工作電壓；超級電容3，用于在短時間內(nèi)對來自電流感應(yīng)電源的能量進(jìn)行緩存，以穩(wěn)定電流感應(yīng)電源的輸出電壓和功率，并且穩(wěn)定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監(jiān)測采集終端的工作電壓；以及充電管理電路4，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應(yīng)的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。
[0025]在一個實施例中，所述充電邏輯為在一個預(yù)設(shè)周期內(nèi)檢測所述備用電池的使用情況和電流負(fù)荷，從而穩(wěn)定其輸出電流。
[0026]在一個實施例中，所述電流感應(yīng)電源包括:連接配電線路的用于取能的CT ;連接所述CT的全橋整流電路；以及連接所述全橋整流電路的輸出端的激勵電路，用于防止所述CT所接出的二次側(cè)開路。
[0027]在一個實施例中，所述開關(guān)電路包括連接于電流感應(yīng)電源與備用電池之間的并聯(lián)開關(guān)二極管D1，D2，防止所述備用電池向超級電容充電，或防止電流感應(yīng)電源直接向備用電池充電。
[0028]在一個實施例中，所述備用電池選用鎳氫電池或鉛酸電池。
[0029]在另一個實施例中，一種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測三相配電線路的運(yùn)行情況，其改進(jìn)設(shè)計在于包括:連接配電線路的電源，它具有高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括:電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電；以及通信端，用于通過無線方式分別與所述線路故障指示器和遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)進(jìn)行通信連接。
[0030]在一個實施例中，所述線路故障指示器包括分別接設(shè)在A、B、C三相電力線上的A、B、C相線路故障指示器，通過紅外方式連接所述通信端，對三相智能線路故障指示器通過短距離無線進(jìn)行輪詢問，獲取三相線路的實時電流、檢測線路對地電場，判斷線路的相間短路、單相接地等故障狀態(tài)。
[0031]在一個實施例中，所述通信端通過WIFI或有線以太網(wǎng)方式連接遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)，通過GPRS無線公網(wǎng)與主站系統(tǒng)相連接，并將三相線路的實時電流、對地電場定時上報給主站系統(tǒng)。并將線路的相間短路、單相接地等故障狀態(tài)實時上報給主站。以提高故障的響應(yīng)速度，提聞供電質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測配電線路的運(yùn)行情況，其改進(jìn)設(shè)計在于增設(shè)高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括: 電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及 連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于，所述充電電路包括: 備用電池，在配電線路負(fù)載長時間輸出功率不足的情況下提供穩(wěn)定的工作電壓； 超級電容，用于在短時間內(nèi)對來自電流感應(yīng)電源的能量進(jìn)行緩存，以穩(wěn)定電流感應(yīng)電源的輸出電壓和功率，并且穩(wěn)定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監(jiān)測采集終端的工作電壓；以及 充電管理電路，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應(yīng)的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于，所述充電邏輯為在一個預(yù)設(shè)周期內(nèi)檢測所述備用電池的使用情況和電流負(fù)荷，從而穩(wěn)定其輸出電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于，所述電流感應(yīng)電源包括:連接配電線路的用于取能的電流互感器(CT);連接所述CT的全橋整流電路；以及連接所述全橋整流電路的輸出端的激勵電路，用于防止所述CT所接出的二次側(cè)開路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于，所述開關(guān)電路包括連接于電流感應(yīng)電源與備用電池之間的并聯(lián)開關(guān)二極管Dl，D2，防止所述備用電池向超級電容充電，或防止電流感應(yīng)電源直接向備用電池充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述備用電池選用鎳氫電池或鉛酸電池。
7.—種支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，用于與線路故障指示器配合以監(jiān)測三相配電線路的運(yùn)行情況，其改進(jìn)設(shè)計在于包括:連接配電線路的電源，它具有高壓線路自取電部分，用于從配電線路上獲取工作電壓，包括: 電流感應(yīng)電源，將配電線路上的能量轉(zhuǎn)換至線路二次側(cè)以進(jìn)行隔離供電；充電電路，將此能量加以存儲并轉(zhuǎn)換為所述工作電壓；以及 連接于所述電流感應(yīng)電源與充電電路之間的開關(guān)電路，用于控制電流感應(yīng)電源向所述充電電路直接充電；以及 通信端，用于通過無線方式分別與所述線路故障指示器和遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)進(jìn)行通信連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述線路故障指示器包括分別接設(shè)在A、B、C三相電力線上的A、B、C相線路故障指示器，通過紅外方式連接所述通信端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述通信端通過WIFI或有線以太網(wǎng)方式連接遠(yuǎn)端主站系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支持線路自取電的配電線路在線監(jiān)測采集終端，其改進(jìn)設(shè)計在于，所述充電電路包括: 備用電池，在配電線路負(fù)載長時間輸出功率不足的情況下提供穩(wěn)定的工作電壓； 超級電容，用于在短時間內(nèi)對來自電流感應(yīng)電源的能量進(jìn)行緩存，以穩(wěn)定電流感應(yīng)電源的輸出電壓和功率，并且穩(wěn)定所述備用電池的充電電流以及所述配電線路在線監(jiān)測采集終端的工作電壓；以及 充電管理電路，連接所述備用電池和超級電容之間以按照備用電池的類型而選擇相應(yīng)的充電邏輯以延長所述備用電池的使用周期。
【文檔編號】H02J7/00GK104377782SQ201410710978
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】莊曉丹, 朱義勇, 蘇毅方, 陳蕾, 盧峰, 蔣建杰, 張頁, 周安仁, 劉笑園, 季旭, 張兵, 林才富, 欽偉, 崔小菱, 邢翼, 岑梁, 黃益軍, 王震宇, 聶崢 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司, 國網(wǎng)浙江長興縣供電公司