[实用新型]一种高压输电线路地线取电的过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及过压保护领域，特别是涉及一种高压输电线路地线取电的过压保护电路。

背景技术

智能电网是电网的发展方向，而在线监测是智能电网的一部分。而在线监测系统的供电部分，是在线监测系统能正常运行的基础。在输电网的地线上通过电磁感应取电，可以有效解决在线监测系统的供电问题。因为地线上只要有交流电流，通过铁芯由电磁感应原理就可以取得交流电流源，类似电流互感器，取得的交流电源的功率和负载电阻阻值成正比，根据公式P=I²*R,假设电流I恒定，则功率P正比于电阻R。所以，当电阻R增大时，输出功率增大，输出电电压也增大，当负载没有消耗功率或者开路这种极端情况时，取得的交流电输出电压会大大升高，会超过电路中元件器耐压极限而损坏元器件。所以，取得的交流电必须加上过压保护电路。

如图1所示，一种传统的典型交流电流源过压保护方案，该传统方案中采用双向可控硅实现交流电流源过压保护。

该传统方案的工作原理是：直流用电设备用电电流降低，等效为直流用电设备内阻增大，直流用电设备两端电压升高，交流电流源输出电压升高。此时，过压保护电路工作原理分交流电流源正半周和负半周两种情况分析。

该传统方案过压保护电路在交流源正半周工作原理：

假设图1中A点电压相对B点电压为正，即V_AB为正电压。C点相对B点为正电压，即V_CB为正电压。当V_CB逐步升高，达到双向二极管DB1的导通电压时，双向二极管DB1导通，电流从左到右流过双向二极管DB1、电阻R5后，给电容C2充电，然后G点电压相对B点电压为正，即V_GB为正电压，当V_GB达到双向可控硅VT1的正导通阀值电压时，双向可控硅VT1导通，电流从MT2流至MT1，相当于将交流电流源短路，交流电流源不再给直流用电设备供电，而由电容C3中存储的电能给直流用电设备供电。直到交流源负半周到来，此时V_AB将由正转负，流过双向可控硅VT1的电流先减小，然后到零，再反向，双向可控硅VT1由于自身特性，会在电流过零时自动关断。

该传统方案过压保护电路在交流源负半周工作原理：

假设图1中A点电压相对B点电压为负，即V_AB为负电压。C点相对B点为负电压，即V_CB为负电压。当V_CB逐步降低，达到双向二极管DB1的导通电压时，双向二极管DB1导通，电流从右到左流过电阻R5，双向二极管DB1给C2放电（也可以认为反向充电），然后G点电压相对B点电压为负，即V_GB为负电压，当V_GB达到双向可控硅VT1的负导通阀值电压时，双向可控硅VT1导通，电流从MT1流至MT2，相当于将交流电流源短路，交流电流源不再给直流用电设备供电，而由电容C3中存储的电能给直流用电设备供电。直到交流源正半周到来，此时V_AB将由负转正，流过双向可控硅VT1的电流先减小，然后到零，再反向，双向可控硅VT1由于自身特性，会在电流过零时自动关断。

现有技术的最大缺点是：双向可控硅的VTM值一般都较大，VTM值为双向可控硅导通流过电流后，MT2引脚和MT1引脚间的电位差值，当双向可控硅导通流过较大电流时，损耗相当大。由于双向可控硅1、3象限的触发电压阀值不同，从而导致交流电流源过压保护时正向和负向保护电压值不一致。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压输电线路地线取电的过压保护电路，克服过压保护时损耗功率太大的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高压输电线路地线取电的过压保护电路，它包括交流电流源输入模块、防雷模块、EMI滤波器、过压保护模块、整流模块和滤波模块，交流电流源输入模块与防雷模块连接，防雷模块与EMI滤波器连接，EMI滤波器与过压保护模块连接，过压保护模块与整流模块连接，整流模块与滤波模块连接，防雷模块的输入与交流电流源输出连接，滤波模块输出与直流用电设备连接。

所述的过压保护模块包括两个结构对称的过压保护组件A和过压保护组件B，过压保护组件A和过压保护组件B之间通过各自的光电耦合电路互连。

所述的过压保护组件A包括整流电路、比较电路、放大电路、基准电压电路、反馈控制电路、光电耦合电路和过压保护开关。