一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，通過(guò)在低壓側(cè)將工頻電源經(jīng)AC-DC-AC變換和分頻、高通濾波、低通濾波、推免放大處理后獲得的單一頻率高頻電功率送入電能發(fā)送線圈，電能發(fā)送線圈通過(guò)電磁耦合裝置將電能傳送至電能接收線圈，電能接收線圈將接收到的交流電能送至交直流變換電路變換為直流后為高壓在線檢測(cè)裝置供電，通過(guò)利用磁諧振原理，選擇一種絕緣材料作為諧振腔，實(shí)現(xiàn)電能由低壓側(cè)到高壓側(cè)的可靠傳送，可保證高壓側(cè)和低壓側(cè)之間沒有直接的電的聯(lián)系。與現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)多級(jí)結(jié)構(gòu)的接力傳輸線圈傳輸能量的方法相比，本實(shí)用新型發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，可靠耐用，傳輸效率高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】—種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓在線檢測(cè)裝置用于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)及監(jiān)控，是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要措施，智能電網(wǎng)的發(fā)展要求電網(wǎng)具有很強(qiáng)的故障自診斷和自愈恢復(fù)能力，這就對(duì)電力系統(tǒng)的高壓在線檢測(cè)裝置提出了很高的要求，高壓在線檢測(cè)裝置在其工作過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電信號(hào)的完全隔離，高壓側(cè)信號(hào)處理用的工作電源必須是懸浮式的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，該電源的設(shè)計(jì)主要有兩種方案:1)采用低壓側(cè)光供電方式，利用光電轉(zhuǎn)換的工作原理，通過(guò)大口徑光纖實(shí)現(xiàn)能量供給，其優(yōu)點(diǎn)是電源穩(wěn)定、可靠性高，不受母線電流的影響，但由于激光器提供的功率有限，且光電轉(zhuǎn)換的效率也不高，光電池在長(zhǎng)期滿負(fù)荷工作條件下的壽命也難以保證，成本較高等缺點(diǎn)也不能完全滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。2)利用工作電源與傳感器同處高壓端的特點(diǎn)，采用帶鐵芯的感應(yīng)線圈直接從高壓線路獲取能源。方案
(2)能降低裝置的復(fù)雜程度和對(duì)絕緣的要求，但存在線路電流過(guò)低或斷路器跳閘時(shí)，高壓在線檢測(cè)裝置可能因缺少工作電源而不能工作的缺陷。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01210040954.6的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了 “一種高壓絕緣的高頻感應(yīng)傳能供電裝置”，其包括多個(gè)沿中心軸線方向放置的電磁感應(yīng)線圈L，其中最下方低壓一側(cè)的電磁感應(yīng)線圈L兩端連接一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)電源的輸出端；最上方高壓一側(cè)的電磁感應(yīng)線圈L兩端連接一個(gè)AC/DC電源變換器的輸入端，其余的電磁感應(yīng)線圈L兩端均連接有電容器C ;所述高頻驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的特定頻率的高頻交流電能通過(guò)所述多個(gè)電磁感應(yīng)線圈L及電容器C的高頻電磁感應(yīng)諧振從低壓一側(cè)傳輸?shù)礁邏阂粋?cè)；再由AC/DC電源變換器轉(zhuǎn)換為直流電能向在線檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)備中處高壓側(cè)的用電單元，或者有源光電電流互感器供能供電。
[0005]然而，上述的能量傳輸是利用接力傳輸?shù)姆椒ㄍㄟ^(guò)空氣傳輸磁場(chǎng)能量至高壓側(cè)，而無(wú)線電能傳輸效率受傳輸距離與線圈直徑之比的限制，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，線圈結(jié)構(gòu)尺寸不能做的太小，那么將該裝置應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，可能就存在尺寸上與現(xiàn)有絕緣子內(nèi)腔的匹配問(wèn)題；另外，多級(jí)結(jié)構(gòu)的接力傳輸線圈應(yīng)用于高壓系統(tǒng)時(shí)，由于高壓側(cè)到低壓側(cè)的分布電壓呈馬鞍形分布，那么為了保證足夠的絕緣能力，多級(jí)線圈間的間距不能是均勻分布，這樣，對(duì)傳輸效率也會(huì)產(chǎn)生影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的高壓在線檢測(cè)裝置使用的電源存在的使用壽命低以及不能持續(xù)穩(wěn)定供電的問(wèn)題，提供一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，該電源簡(jiǎn)單實(shí)用，壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，可靠性高以及轉(zhuǎn)換效率高。
[0007]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]提供一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其包括電能發(fā)送電路、電能傳送電路和電能接收電路；所述電能發(fā)送電路包括低壓側(cè)交流電源和高頻電源，所述電能傳送電路包括電能發(fā)送線圈、電磁耦合裝置和電能接收線圈，所述電磁耦合裝置包括磁芯和絕緣棒，所述絕緣棒是由具有導(dǎo)磁率的絕緣磁性材料制成的絕緣棒，所述電能發(fā)送線圈纏繞于所述磁芯的一端，所述電能接收線圈纏繞于所述磁芯的另一端，所述絕緣棒包覆所述磁芯，所述絕緣棒位于所述電能發(fā)送線圈與電能接收線圈之間；所述電能接收電路包括交直流變換電路；
[0009]所述低壓側(cè)交流電源經(jīng)AC-DC-AC變換和高頻電源依次分頻、高通濾波、低通濾波和推免放大后處理獲得單一頻率的高頻電功率送入電能發(fā)送線圈，電能發(fā)送線圈通過(guò)電磁耦合裝置將電能傳送至電能接收線圈，電能接收線圈將接收到的交流電能送至交直流變換電路變換為直流后為高壓在線檢測(cè)裝置供電。
[0010]優(yōu)選的，所述電能發(fā)送線圈和電能接收線圈均設(shè)置為漆包線，所述磁芯設(shè)置為高導(dǎo)磁率的鐵磁芯。
[0011]優(yōu)選的，所述高頻電源為小功率高頻電源電路，其包括依次連接的頻率信號(hào)發(fā)生電路、高通濾波電路、低通濾波電路和推免放大電路。
[0012]另一優(yōu)選的，所述電能傳送電路還包括低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路接于所述高頻電源與所述電能發(fā)送線圈之間。
[0013]更優(yōu)選的，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路為串聯(lián)補(bǔ)償電路，所述串聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻Rp
[0014]與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr,所述電阻Rp的一端與高頻電源的輸出端連接，其另一端與電容Cp、電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接，電阻Rr的另一端為輸出端，向電能發(fā)送線圈輸出信號(hào)。
[0015]另一更優(yōu)選的，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路為并聯(lián)補(bǔ)償電路，所述并聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻
[0016]Rp與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr ;所述電阻Rp與電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接形成一支路，無(wú)功補(bǔ)償電容Cp并聯(lián)在該支路兩端形成所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的一端與高頻電源的輸出端連接,所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的另一端向電能發(fā)送線圈輸出信號(hào)。
[0017]優(yōu)選的，電能傳送電路還包括高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路接于所述電能接收線圈與所述電能接收電路之間。
[0018]更優(yōu)選的，所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路采用并聯(lián)補(bǔ)償諧振電路，其由電阻Rs、電感Ls、
[0019]阻抗ZP、補(bǔ)償電容Cs組成，所述電阻Rs、電感Ls與阻抗Zp依次電連接形成一支路，補(bǔ)償電容Cs并聯(lián)在支路兩端形成高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路；所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路的一端與電能接收線圈連接，另一端與交直流變換電路電連接。
[0020]優(yōu)選的，所述交直流變換電路包括整流濾波穩(wěn)壓電路和恒負(fù)載變換電路，所述整流濾波穩(wěn)壓電路的輸入端接所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)妮敵龆?，所述整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接所述恒負(fù)載變換電路的輸入端，所述恒負(fù)載變換電路的輸出端為所述高壓在線檢測(cè)裝置供電。
[0021]更優(yōu)選的，所述整流濾波穩(wěn)壓電路包括整流電路和濾波電路，所述整流電路由包括二極管D1、D2、D3和D4的橋式電路構(gòu)成，其二極管Dl和D2之間的節(jié)點(diǎn)、二極管D3和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別與高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路的輸出端電連接，二極管D2和D3之間的節(jié)點(diǎn)、DI和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別接入濾波電路的輸入端，所述濾波電路包括電容Cl和C2，所述電容Cl與C2并聯(lián)，其輸出端輸出直流電壓Uab ；
[0022]所述恒負(fù)載變換電路包括穩(wěn)壓二極管Dw，實(shí)際負(fù)載等效的可變電阻&、二極管D1、電阻Rl和R2 ;所述穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R2、二極管Dl和電阻Rl串接形成一回路，所述直流電壓Uab接于穩(wěn)壓二極管Dw的兩端，實(shí)際負(fù)載等效的可變電阻RL并在串接后的二極管Dl和電阻Rl的兩端。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果:
[0024]1、本實(shí)用新型的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，通過(guò)低壓側(cè)交流電源經(jīng)AC-DC-AC變換和分頻、高通濾波、低通濾波、推免放大處理后獲得的單一頻率高頻電功率送入電能發(fā)送線圈，電能發(fā)送線圈通過(guò)電磁耦合裝置將電能傳送至電能接收線圈，電能接收線圈將接收到的交流電能送至交直流變換電路變換為直流后為高壓在線檢測(cè)裝置供電，通過(guò)利用磁諧振耦合方式，以絕緣磁性材料作為磁諧振的諧振腔，可保證高壓側(cè)和低壓側(cè)之間在沒有直接的電聯(lián)系的條件下，實(shí)現(xiàn)電能從低壓側(cè)到高壓側(cè)的可靠傳送，與現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)多級(jí)結(jié)構(gòu)的接力傳輸線圈傳輸能量的方法相比，本實(shí)用新型發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠耐用、傳輸效率高的特點(diǎn)。
[0025]2、本實(shí)用新型的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源的低壓側(cè)采用小功率高頻電源，使低壓側(cè)通過(guò)晶振產(chǎn)生精確頻率，再通過(guò)濾波電路和功率放大電路獲得功率單一，無(wú)雜波的發(fā)送工率。 [0026]3、本實(shí)用新型的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源的低壓側(cè)采用小功率高頻電源，高壓側(cè)采用恒負(fù)載變換電路，可降低負(fù)載波動(dòng)對(duì)無(wú)接觸功率傳輸效率的影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]利用附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0028]圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型的低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路之串聯(lián)電路圖。
[0030]圖3為本實(shí)用新型的低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路之并聯(lián)電路圖。
[0031]圖4為本實(shí)用新型的電能發(fā)送線圈、電磁耦合裝置和電能接收線圈的示意圖。
[0032]圖5為本實(shí)用新型的高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路和整流濾波穩(wěn)壓電路的電路圖。。
[0033]圖6為本實(shí)用新型的恒負(fù)載變換電路的電路圖。
[0034]附圖標(biāo)記包括:
[0035]I——電能發(fā)送電路、11——高頻電源；
[0036]2—電能傳送電路、21—低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路、22——電能發(fā)送線圈、23——電磁耦合裝置、24——電能接收線圈、25——高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路；
[0037]3——交直流變換電路、31——整流濾波穩(wěn)壓電路、32--g負(fù)載變換電路?！揪唧w實(shí)施方式】
[0038]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0039]本實(shí)施例的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，如圖1所示，其包括電能發(fā)送電路、電能傳送電路2和電能接收電路3，所述電能發(fā)送電路包括低壓側(cè)交流電源和高頻電源11，所述電能傳送電路2包括電能發(fā)送線圈22、電磁耦合裝置23和電能接收線圈24，所述電磁耦合裝置23包括磁芯和絕緣棒，所述絕緣棒是由具有導(dǎo)磁率的絕緣磁性材料制成的絕緣棒，所述電能發(fā)送線圈22纏繞于所述磁芯的一端，所述電能接收線圈24纏繞于所述磁芯的另一端，所述絕緣棒包覆所述磁芯，所述絕緣棒位于所述電能發(fā)送線圈22與電能接收線圈24之間；所述電能接收電路3包括交直流變換電路。
[0040]所述低壓側(cè)交流電源經(jīng)AC-DC-AC變換和高頻電源11依次分頻、高通濾波、低通濾波和推免放大后處理獲得單一頻率的高頻電功率送入電能發(fā)送線圈22，電能發(fā)送線圈22通過(guò)電磁耦合裝置23將電能傳送至電能接收線圈24，電能接收線圈24將接收到的交流電能送至電能接收電路3變換為直流后為高壓在線檢測(cè)裝置供電。
[0041]所述電能發(fā)送線圈22和電能接收線圈24均設(shè)置為漆包線，所述磁芯設(shè)置為高導(dǎo)磁率的鐵磁芯。
[0042]電能發(fā)送線圈22是將漆包線密繞在高導(dǎo)磁率的鐵磁芯上，通過(guò)低壓側(cè)的高頻電源11激磁，利用高導(dǎo)磁率的鐵磁芯以在同樣激磁電流下得到盡可能大的磁感應(yīng)強(qiáng)度；再由絕緣磁芯材料制成的電磁耦合裝置利用磁場(chǎng)在不同介質(zhì)中傳播的折射定理使該高頻磁場(chǎng)最大限度地在絕緣磁芯材料內(nèi)部傳輸，并由磁諧振原理使發(fā)送的磁場(chǎng)能量最大程度地傳送到高壓接收側(cè)線圈處，且保證優(yōu)良的絕緣效果；電能發(fā)送線圈22的作用是產(chǎn)生盡可能大的磁場(chǎng)能量；最后通過(guò)電能接收線圈24接收低壓側(cè)產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)，依電磁感應(yīng)定理在高壓側(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并由后續(xù)電路處理后獲得穩(wěn)定的直流電壓輸出。
[0043]其中，所述高頻電源11為小功率高頻電源電路,其包括依次連接的頻率信號(hào)發(fā)生電路、高通濾波電路、低通濾波電路和推免放大電路，通過(guò)頻率信號(hào)發(fā)生電路獲得所需要的任意特定頻率的交流方波信號(hào)；通過(guò)高通濾波電路和低通濾波電路構(gòu)成的帶通濾波電路獲得頻率單一性較高的正弦信號(hào)；推挽放大電路的作用是采用接近乙類工作狀態(tài)的甲乙類工作狀態(tài)的推挽放大方式將經(jīng)濾波電路后得到的單一頻率正弦電壓進(jìn)行功率放大，成為能提供較大功率的高頻電源11。
[0044]其中，所述電能傳送電路22還包括低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路21，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路接于所述高頻電源11與所述電能發(fā)送線圈22之間。
[0045]具體的，如圖2所示，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路21為串聯(lián)補(bǔ)償電路，所述串聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻Rp與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr，所述電阻Rp的一端與高頻電源11的輸出端連接，其另一端與電容Cp、電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接，電阻Rr的另一端為輸出端，向電能發(fā)送線圈22輸出信號(hào)，在諧振條件下工作，采用串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，串聯(lián)補(bǔ)償電容上的電壓降與功率發(fā)送側(cè)電磁耦合裝置23的感抗壓降相抵消，可降低對(duì)低壓側(cè)供電系統(tǒng)的電壓要求。
[0046]當(dāng)然，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路21也可以是并聯(lián)補(bǔ)償電路，如圖3所示，所述并聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻Rp與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr ;所述電阻Rp與電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接形成一支路，無(wú)功補(bǔ)償電容Cp并聯(lián)在該支路兩端形成所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路21，所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的一端與高頻電源11的輸出端連接，所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的另一端向電能發(fā)送線圈22輸出信號(hào)，并聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，流過(guò)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電流補(bǔ)償了功率發(fā)送側(cè)電磁耦合裝置23中電流的無(wú)功分量，從而可降低對(duì)供電系統(tǒng)的電流要求。
[0047]由推挽放大電路的變壓器輸出的頻率單一性強(qiáng)、穩(wěn)定度高的功率信號(hào)進(jìn)入低壓(輸入)側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路。如圖2和圖3所示，低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路21可以有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種形式，其等效電路分別如圖2和圖3所述，圖中Cp為無(wú)功補(bǔ)償電容，Rp, Lp表示低壓(功率發(fā)射)側(cè)耦合線圈的電阻和電感，Rr> Lr表示高壓(功率接收)側(cè)耦合線圈的等效電阻和等效電感。本設(shè)計(jì)采用的補(bǔ)償方式是完全補(bǔ)償?shù)闹C振工作方式，補(bǔ)償電容的大小由公式:
Cl = ~ ζ T-T計(jì)算獲得。 ar(Lp+Lf)
[0048]為達(dá)到磁諧振耦合、提高傳輸效率的目的，根據(jù)磁諧振耦合的原理，用于諧振耦合能量傳輸?shù)碾娔馨l(fā)送線圈22和電能接收線圈24必須在信號(hào)源頻率點(diǎn)發(fā)生自諧振，以使線圈回路阻抗達(dá)到最小值，從而使大部分電磁能量通過(guò)諧振路徑傳遞，實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)的傳輸效率的目標(biāo)。有鑒于此，在功率信號(hào)接收側(cè)電路的固有諧振頻率必須按高頻電源11的頻率設(shè)計(jì)以滿足磁諧振的要求。
[0049]因此，如圖4所示，電能接收線圈24接收到來(lái)自電能發(fā)送線圈22的功率信號(hào)后，經(jīng)過(guò)圖5所示的高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25、整流濾波穩(wěn)壓電路31處理后獲得高壓側(cè)直流工作電源。
[0050]其中，所述交直流變換電路包括整流濾波穩(wěn)壓電路31和恒負(fù)載變換電路32，所述整流濾波穩(wěn)壓電路31的輸入端接所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25的輸出端，所述整流濾波穩(wěn)壓電路31的輸出端接所述恒負(fù)載變換電路32的輸入端，所述恒負(fù)載變換電路32的輸出端為所述高壓在線檢測(cè)裝置供電。
[0051 ] 其中，如圖5所示，所述整流濾波穩(wěn)壓電路31包括整流電路和濾波電路，所述整流電路由包括二極管D1、D2、D3和D4的橋式電路構(gòu)成，其二極管Dl和D2之間的節(jié)點(diǎn)、二極管D3和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別與高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25的輸出端電連接，二極管D2和D3之間的節(jié)點(diǎn)、Dl和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別接入濾波電路的輸入端，所述濾波電路包括電容Cl和C2，所述電容Cl與C2并聯(lián)，其輸出端輸出直流電壓Uab。
[0052]其中，電能傳送電路2還包括高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25，所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25接于所述電能接收線圈24與所述電能接收電路3之間。
[0053]其中，如圖5所示，所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25采用并聯(lián)補(bǔ)償諧振電路，目的是減小頻率波動(dòng)對(duì)傳輸效率的影響。其由電阻Rs、電感Ls、阻抗ZP、補(bǔ)償電容Cs組成，所述電阻Rs、電感Ls與阻抗Zp依次電連接形成一支路，補(bǔ)償電容Cs并聯(lián)在支路兩端形成高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25 ;所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路25的一端與電能接收線圈24連接，另一端與交直流變換電路3電連接，圖5中RS、LS為高壓(功率接收)側(cè)耦合線圈的電阻和電感，Cs為高壓側(cè)補(bǔ)償電容，ZP=RP+jXP表示低壓(功率發(fā)送)側(cè)耦合線圈的等效阻抗，Vs表示在高壓側(cè)接收功率的等效電源。[0054]其中，補(bǔ)償電容的大小由公式:
【權(quán)利要求】
1.一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:包括電能發(fā)送電路、電能傳送電路和電能接收電路； 所述電能發(fā)送電路包括低壓側(cè)交流電源和高頻電源，所述電能傳送電路包括電能發(fā)送線圈、電磁耦合裝置和電能接收線圈，所述電磁耦合裝置包括磁芯和絕緣棒，所述絕緣棒是由具有導(dǎo)磁率的絕緣磁性材料制成的絕緣棒，所述電能發(fā)送線圈纏繞于所述磁芯的一端，所述電能接收線圈纏繞于所述磁芯的另一端，所述絕緣棒包覆所述磁芯，所述絕緣棒位于所述電能發(fā)送線圈與電能接收線圈之間；所述電能接收電路包括交直流變換電路； 所述低壓側(cè)交流電源經(jīng)AC-DC-AC變換和高頻電源依次分頻、高通濾波、低通濾波和推免放大后處理獲得單一頻率的高頻電功率送入電能發(fā)送線圈，電能發(fā)送線圈通過(guò)電磁耦合裝置將電能傳送至電能接收線圈，電能接收線圈將接收到的交流電能送至交直流變換電路變換為直流后為高壓在線檢測(cè)裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述電能發(fā)送線圈和電能接收線圈均設(shè)置為漆包線，所述磁芯設(shè)置為高導(dǎo)磁率的鐵磁芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述高頻電源為小功率高頻電源電路，其包括依次連接的頻率信號(hào)發(fā)生電路、高通濾波電路、低通濾波電路和推免放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述電能傳送電路還包括低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路接于所述高頻電源與所述電能發(fā)送線圈之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求 4所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路為串聯(lián)補(bǔ)償電路，所述串聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻Rp與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr,所述電阻Rp的一端與高頻電源的輸出端連接,其另一端與電容Cp、電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接，電阻Rr的另一端為輸出端，向電能發(fā)送線圈輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路為并聯(lián)補(bǔ)償電路，所述并聯(lián)補(bǔ)償電路包括電阻Rp與Rr、無(wú)功補(bǔ)償電容Cp、電感Lp與Lr ;所述電阻Rp與電感Lp、Lr與電阻Rr依次電連接形成一支路,無(wú)功補(bǔ)償電容Cp并聯(lián)在該支路兩端形成所述低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的一端與高頻電源的輸出端連接，所述無(wú)功補(bǔ)償電容Cp的另一端向電能發(fā)送線圈輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:電能傳送電路還包括高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路，所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路接于所述電能接收線圈與所述電能接收電路之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路采用并聯(lián)補(bǔ)償諧振電路，其由電阻Rs、電感Ls、阻抗ZP、補(bǔ)償電容Cs組成，所述電阻Rs、電感Ls與阻抗Zp依次電連接形成一支路，補(bǔ)償電容Cs并聯(lián)在支路兩端形成高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路；所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路的一端與電能接收線圈連接，另一端與交直流變換電路電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述交直流變換電路包括整流濾波穩(wěn)壓電路和恒負(fù)載變換電路，所述整流濾波穩(wěn)壓電路的輸入端接所述高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)妮敵龆?，所述整流濾波穩(wěn)壓電路的輸出端接所述恒負(fù)載變換電路的輸入端，所述恒負(fù)載變換電路的輸出端為所述高壓在線檢測(cè)裝置供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于高壓在線檢測(cè)裝置的電源，其特征在于:所述整流濾波穩(wěn)壓電路包括整流電路和濾波電路，所述整流電路由包括二極管D1、D2、D3和D4的橋式電路構(gòu)成，其二極管Dl和D2之間的節(jié)點(diǎn)、二極管D3和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別與高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償電路的輸出端電連接，二極管D2和D3之間的節(jié)點(diǎn)、Dl和D4之間的節(jié)點(diǎn)分別接入濾波電路的輸入端，所述濾波電路包括電容Cl和C2，所述電容Cl與C2并聯(lián)，其輸出端輸出直流電壓Uab ； 所述恒負(fù)載變換電路包括穩(wěn)壓二極管Dw，實(shí)際負(fù)載等效的可變電阻RL、二極管D1、電阻Rl和R2 ;所述穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R2、二極管Dl和電阻Rl串接形成一回路，所述直流電壓Uab接于穩(wěn)壓二極管Dw的兩端，實(shí)際負(fù)載等效的可變電阻RL并在串接后的二極管Dl和電阻Rl 的兩端。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203774884SQ201420196035
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】陶飛達(dá), 聶一雄, 文波, 牛如明, 游景方, 陳逸鵬 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司河源供電局, 廣東工業(yè)大學(xué)