[实用新型]基于超级电容的输电线路架空地线电磁取能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力领域，尤其涉及一种基于超级电容的输电线路架空地线电磁取能装置。

背景技术

随着国内外对电网自愈能力及电能资源优化配置要求的不断提高，新型智能电网的概念受到广泛的关注。以现代输配电网为基础的只能电网。建立在集成和高速双向的通信网络平台上，综合应用先进的传感和测量、计算机、微电子、电力电子、控制以及智能决策等技术，利用电网实时全景信息，进行实时监控、灾变防护和用户互动，以实现可靠、安全、经济、优质、高效的电网运行和可持续发展。输电线路在线监测系统作为智能电网输变电环节的重要组成部分，是实现输变电设备状态运行检修管理、提升生产运行管理精益化水平的重要手段。输电网络覆盖广阔，维护工作量大，架空输电线路一旦出现问题就会对国民生产造成重大影响，而智能电网自愈和自适应的要求，需要电力部门实时掌控输电线路运行的状态及时发现、快速诊断和消除故障隐患，避免大面积事故的发生。这种情况下，就迫切需要建立输电线路在线监测系统，为输电线路的可靠运行和及时检修奠定坚实的基础。

架空输电线路在线监测技术，相对人工巡检具有连续、及时反映输电线路状态信息等优点，据初步统计，目前国内外已将输电线路在线监测技术广泛应用于监测系统中的远传信号中继装置，杆塔倾斜，导、地线应力，线路巡检机器人等领域。输电线路在线监测装置安装在野外，受地理条件或绝缘条件的限制，其电源一般不能由低压端直接供给，现有的供电方式还存在各种技术经济方面的问题，在我国大力发展智能电网的趋势下，无法充分满足在线监测装置的供电需求。据四川地区的一次统计结果，因供电不足导致的输电线路在线监测故障占到总故障的40％以上。供能问题已成为制约输电线路在线监测技术进一步发展的瓶颈。

目前输电线路在线监测装置的取能方式有：太阳能+蓄电池、风能+蓄电池、输电线路在线取能等。

其中，太阳能供电系统一般包括太阳能硅电池、蓄电池组和充放电控制电路三个部分。太阳能硅电池只在光照时才能发电，不具备保存电能的能力，为了获得稳定的电源输出，保证能不间断地向负载供电，需要有蓄电池与太阳能硅电池并联连接(太阳能硅电池对电池进行充电)。光照充足时，太阳能硅电池一面向负载供电，一面对蓄电池充电，光照不足期间则由蓄电池向负载供电。蓄电池可以选用铅酸蓄电池、锂电池、镍氢电池及镍铁电池。太阳能供电系统不同工作状态的控制转换和相应的管理策略通过基于单片机的充-放电控制电路来实现。现有的蓄电池寿命均与充放电循环的次数有关，在标准电压和标准电流下充电，循环次数一般为600-1000次之间，即2-3年。理论上2-3年后必须更换新的蓄电池，这对必须长期稳定运行在户外高压端的在线设备来说是不方便的。另外，从蓄电池的一般特性来考虑，电池的容量随温度的降低而降低，铅酸电池尤为显着，镍氢与镍铁电池的最高工作温度不得超过40℃，而大容量的锂电池的价格相当高，受成本及容量的限制，不适合用做大容量蓄电设备。同时，太阳能电池供电功率直接取决于电池板的面积和蓄电池的容量，功率要求越大电池板体积也越大，这不利于安装，而且供电质量易受气候的影响，在南方多阴雨多雾的气候条件下供电功率明显不足。

风能供电系统一般包括小型风机、蓄电池组和充放电控制电路三个部分。风机只有在有风的时候才能发电，没有保存电能的能力，所以为了向负载稳定供电，也需要加入蓄电池，引入电源管理单元。在风大的时候，风机不仅向负载供电，而且还向蓄电池充电。在无风或风机输出功率过低的时候，蓄电池放电，向负载供能。采用风能对设备供电时，风机的供电功率取决于当地的气候条件，多风时，风机能向负载稳定供电，当在无风季节或风力较少的地方，风能供电稳定性较差，因此风能供电也有地域和季节制约。