[发明专利]一种基于杂散电容的高压取能装置及方法

说明书

一种基于杂散电容的高压取能装置及方法，包括：高压取能电极、低压取能电容和低压取能电路；所述高压取能电极设置在高压线与大地之间获取对地杂散电容，等效为高压取能电容；所述低压取能电容串联在所述高压取能电容与高压线之间；所述低压取能电容通过低压取能电路与负载连接。基于杂散电容的高压取能装置无需绝缘支撑结构,显著降低了设备成本,结构简单,体积重量明显降低,适用于母线,线路电压的分布式测量设备供电。

技术领域

本发明涉及高压电领域，具体涉及一种基于杂散电容的高压取能装置及方法。

背景技术

电力设备安全、可靠的运行离不开设备的在线监测装置，在线监测装置要求经济可靠的供电方式。现有装置在线取能方式包括：电感线圈取能、电容取能、光伏、激光等，但综合经济性、可靠性各方面考虑，依靠设备本身电流电压的电感、电容取能是未来的发展趋势。

相对而言，电感取能依赖于设备(例如：母线、线路)的负荷/电流情况，在设备空载情况下难以供电，这就影响了装置供电可靠性。相对于电感取能，电容取能不受设备负荷影响，有较好的可靠性。

从结构上看，常规的电容取能装置类似于电容分压器，由高压电容及低压取能电容串联构成，根据高压/低压电容分压可以调节二次侧输出电压电压，但现有电容取能装置存在以下问题：

(1)采用实体电容结构，而高压/特高压实体电容的绝缘结构较为复杂，其体积、重量、成本都较高，基本不具备分布式安装条件。

(2)现有电容取能装置的二次输出电压受负载影响较大，当二次负载波动较大时，供电电压不够稳定。

(3)传统高压电容取能装置的等效电容值相对较大，在一些场合应用时，会改变高压设备电场分布，例如无法用于带电容电感设备，存在潜在的安全隐患。

上述问题限制了高压电容在线取能方式的应用范围，特别是较高的成本及安装条件限制，使得电容取能方式基本不可用于高压/特高压监测装置的供电。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种基于杂散电容的高压取电装置，包括：

高压取能电极、低压取能电容和低压取能电路；

所述高压取能电极设置在高压线与大地之间获取对地杂散电容，等效为高压取能电容；

所述低压取能电容串联在所述高压取能电容与高压线之间；

所述低压取能电容通过低压取能电路与负载连接。

优选的，所述高压取能电极采用金属极板。

优选的,所述低压取能电路包括低压取能电感和中间变压器；

所述中间变压器一次侧通过所述低压取能电感与所述低压取能电容并连；

所述中间变压器的二次侧与负载连接；

所述低压取能电感与所述低压取能电容和高压取能电容构成串联谐振电路。

优选的，所述对地杂散电容的容值通过电场分析软件计算得到。

优选的，所述电场分析软件包括：ANSYS或MAXWELL。

优选的，所述中间变压器的一次侧输入电压是通过对地杂散电容和低压取能电容的容值比确定的。

优选的，所述中间变压器通过改变原副线圈匝数比调节负载等效阻抗，进而调节位于所述中间变压器二次侧的负载两端的电压。

优选的，所述负载两端的电压按下式计算：