[实用新型]基于超级电容的高压测量系统感应取能电源装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种电源技术，尤其涉及一种基于高压测量系统感应取能电源装置。

背景技术

高压测量系统的供电问题是目前工程应用的一个难点，研究稳定、可靠、低功耗的供电电源具有重要的工程使用价值。

目前常用的供电方式有太阳能、蓄电池、激光功能、母线感应取能等。由于太阳能电池板体积庞大，不利于安装，而且易受气候的影响,在南方多雨多雾的气候条件下不适用于在线设备；电压互感器对绝缘性要求高，易受温度、杂散电容和电磁干扰等多种因素的影响。虽然可以通过改变电容C的大小来调整功率的输出，但大电容的选用可能产生谐波，造成分压不稳，影响后续电路；激光功能易受地理条件限制，设备复杂导致成本过高且功率和效率都很低；最有发展前景的供电方式是从输电线路抽取电能,在导线上套装取能线圈感应出交流电压,然后经过整流、滤波、稳压后输出稳定可靠的直流,实现隔离式供电。

目前电力系统高压输电线路在线监测系统很多采用GSM/GPRS数据传输方式,GSM/GPRS模块在数据收发瞬间大功率,电流会高达几百毫安,而待机情况下工作电流仅为10～20 mA。采用感应取能在小电流情况下电源输出功率很小,不足以为数据收发传输时提供足够的大功率电能。取能线圈配合锂离子电池浮充方式，存在锂离子电池充电管理复杂,充电温度受限制等缺点。本电源电路设计中加入了超级电容器,解决了瞬间大功率供电这个难点,电路简单易于维护。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种基于超级电容的高压测量系统感应取能电源装置，采用超级电容作为储能装置，特制电流互感器(TA)和锂电池锂电池能仪器、设备的特性，做好仪器、设备的维修保养工作。实验完备两路取能，解决现有环网柜在线监测系统所用电源装置的循环使用次数少、维护量大，体积大且需要停电改造现有的环网柜等问题。

技术方案

为达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：

    基于超级电容的高压测量系统感应取能电源装置，包括电流互感器、整流滤波电路、DC/DC模块、锂电池以及电源管理单元，通过电流互感器从高压电缆感应取能，经过整流滤波电路将交流电转化直流电，再经过DC/DC模块输出稳定的电压，还包括超级电容，所述的电源管理单元包括超级电容充电控制电路和锂电池充电控制电路，DC/DC模块通过超级电容充电控制电路给超级电容充电，超级电容为负载供电，同时DC/DC模块通过锂电池充电控制电路给锂电池充电，锂电池为负载供电。

    作为本实用新型的进一步优化方案，所述电流互感器包括铁芯和绕在铁芯上的线圈，所述线圈为单端或双端开气隙的线圈。

    作为本实用新型的进一步优化方案，还包括冲击保护电路，所述的线圈输出端接至冲击保护电路，所述冲击保护电路则接至整流滤波电路的输入端。

    作为本实用新型的进一步优化方案，还包括过压保护电路，过压保护电路的输入端接至整流滤波电路的输出端，过压保护电路的一路输出端则接至锂电池的充电端，另一路输出端则接至DC/DC模块输入端。

    作为本实用新型的进一步优化方案，所述的超级电容包括第一、第二超级电容器，所述DC/DC模块为所述第一超级电容器充电，第一超级电容器为第二超级电容器充电，第二超级电容器为负载供电。

有益效果

（1）与蓄电池相比，本方法能在线取电并为超级电容充电，不需要更换电池；

（2）与太阳能电池相比，本方法的能量密度大，能量转换率高，在各种气候下都能可靠供电；

（3）与母线取能加蓄电池组合方法相比，本方法超级电容已可部分替代电池的功能，并在充放电次数和使用寿命上优于电池。此外，当监测系统有数据远传装置时，超级电容的瞬时大功率放电特性可很好地满足发送数据瞬间的大功率需求，而不会引起大幅压降。

附图说明

图1是取能电源的原理框图；

图2（a）是常规线圈的结构图；

图2（b）是改进线圈的结构图；

图3铁芯改进前后磁化曲线对比图；

图4是过压保护电路电路原理图；

图5是超级电容充电控制电路图；

图6是电源管理单元电路原理图。

具体实施方式