互感器取电并联能量释放方案(草稿)

说 明 书 电流互感器升压型线圈取电(草稿) 技术领域: 本实用新型公开了一种高压电力设备取电装置，用于提供电力高压设 备的电能。 背景技术: 为了让一些电力设备能完成监测和控制任务，电力的监测设备需要供 电，但是一些高压的电力设备往往不配有低压电源，这样必须要设备本身 能获得其它途径的电能。为了完成这一难题现有的技术一般采用电容取电、 太阳能取电、电流互感器取电等方法。现有的电流互感器取电装置有一个 很大的缺点，在电力输电线路中可能由于电力线路上的电流不稳定造成电 流互感器取电装置取得的电流太小使整个装置无法工作。一般情况下电流 取电装置穿心导线上的电流小于 15A 时就使整个供电装置无法工作。若穿 心导线上的电流过大将需要互感器得到的多余电能在设备前端进行释放掉， 防止烧坏设备。但是大多数采用串联电阻来释放掉大量的能量。这种方案 有一个弊端就是电流较小时同样可以释放很大的能量。使整个设备供电出 现问题。 发明内容： 为了解决电流互感器取电电流较小时设备供电不足难题，本实用新型 采取并联方式来释放多余能量，并且在穿心导线上的电流较小时关闭释放 能量电路。使 0.3W 的电力设备在穿心导线电流 6A 的情况下可以正常工作。 为了分析整个电路的原理，将现有的技术进行分析。 在目前的电流互感器取电装置中为了释放掉多余的能量一般采用串联 2 电阻形式来释放能量，限压电阻串联到设备中。如图 1 所示，目前的电流 互感器取电装置限流电阻示意图。我们可以假设整个设备电流为 ，串LI 联电阻为 ，线圈产生的电压为 ，设备电压为 ，电阻两端电压为 ，RULRU 串联电阻产生的功率为 ，设备的消耗功率为 ，那么可以得到下列公RPP 式表示串联电阻所消耗的功率。 2RLPI 设备的功率 2LLUI 从公式上我们可以得出，电阻越大整个电路在电阻上消耗掉的功率 越大，从公式上得出电阻上消耗掉的功率与设备的电流大小有关，使整 个设备在穿心导线电流较低的情况下得到较大的功率就必须减小电阻。但 是对于穿心导线电流较大的情况下，这个电阻又要将电路的整体能量进行 释放掉，因此这个电阻的阻值还不能太小。这种方案在穿心导线电流较大 情况下要求电阻很大，但是在穿心导线电流较小的情况下要求电流又较小， 一种情况要求电阻很大，另一种情况要求电阻很小，这样两者矛盾，在大 多数的情况下，往往为了不烧坏设备选择电阻很大，一般为 100 欧姆左右。 如果设备工作电流为 0.1A，工作电压为 3. 3V，即 为LP 0.33W， ，求出 的功率最小也得 1W，整个电路的功率 2RLPIRP ，这样就使得穿心导线电流较小的情况下工作不稳定，0.31.W 或者根本无法工作。 由于线圈产生的电压，一般高于设备电压，这个电压必须用阻性负载 进行分压。因此必须有串联电阻，串联电阻无法取消。既然无法取消是否 有一种方法可以尽量减小串联电阻阻值的同时，还能在穿心导线电流较大 的情况下将多余的能量进行释放掉。 - -3 为了减小串联电阻阻值的同时，还能在穿心导线电流较大的情况下将 的能量进行释放掉。采用电阻并联的形式进行释放较大的能量。下面分析 一下电路原理。 首先分析原理时假设流过整个电路的电流为 I。设备电流标示为不变 为 ，并联电路的电流为 。如图 2 所示 采用并联方式释放多余能量。LIDI 我们知道在穿心导线电流较大的情况下次级取电线圈产生的电压较高，释 放这些能量，满足设备工作电压为定值的同时将串联电阻两端的能量释放 掉就可以。 按照欧姆定律，我们可以得到下列关系。 RLU I D 由公式、推出 RI LD U 当穿心导线电流变化时， 会产生一个最大值，这个最大值设为 ，MaxU 为定值，那么可以推导出下列公式。L MaxLDRI 、 都是定值，公式可以看出，减小 R 的办法是增大并联元aU 件的电流 ， 值越大 R 的电流越小。由于并联设备的电阻和设备同电 位，这样在穿心导线电流较小情况下同样有固定的电流 产生，为了在DI 穿心导线电流较小情况下不产生电流 ，在设计时将一个小电阻 与设备DI r 进行串联后再与一个可以判断供电电路低于某个电压值时关闭能量释放电 路的电路进行并联。当取电线圈产生的电压高于某个值时，启动能量释放 电路。当取电线圈低于某个值时，能量释放电路关闭。这里为了分析方便， 用稳压二级管表示一个可以判断供电电路低于某个电压值时关闭能量释放 电路的电路（与稳压二极管有同样作用）并设此电路的判别值为 。如DU 图 3 改进后并联能量释放电路。 当 能量释放电路启动，存在能量释放电流 。DU DI 4 当 时能量释放电路关闭，整个电路相当于只有 串联LDU r+R 到电路中。我们在前面提到过。 MaxLRI 越大 的阻值越小，只要控制 ，就可以减小 很多倍，这DDLI 样串入电路的串联电阻会很小，在穿心导线电流较小情况下串联电阻上的 总功耗也会很小。 为了达到更好的效果往往是将这种电路分为多个