输电线路在线监测装置供电电源的设计

　　O引言

　　高压架空输电线路在线监测中一些需要监测的重要状态量(如导线温度以及导线接头温度等数据采集单元)安装在高压侧，采集装置电子电路的电源获取是监测系统实用化必须解决的一个关键问题。一些学者和开发人员提出了多种供电方式，如利用太阳能加上锉电池来供电川、激光供电川、微波供电、利用特制TA在线取能川等，其中利用特制的TA在线取能给高压侧电子电路供电，由于高压侧电子电路及光电器件功耗极少，不会对电网的电能质量产生影响，其本身即可认为是一台隔离设备，是最具有发展前景的供电方式，但是此供电方式也存在一些需要解决的问题，包括:(1)如何在一次侧电流I，较大的变化范围内(l%一120%I，)，电源部分能够给电子线路部分提供稳定的电压，这是目前急需解决的问题。(2)取能方式的稳定性问题。(3)取能铁心线圈的饱和问题川。针对这些问题，本文提出一种应用于高压测量系统中的电源解决方案，在取能线圈上采取增加气隙、引入气隙磁组的方法，避免了取能铁心线圈在一次侧电流较大时的饱和问题，使得后端电路明显简化，提高了可靠性。并且在在线取能电源中增加了铿离子电池组，使得其供电更加可靠，在一天24h内没有任何死区，使得该电源模块得到了广泛的应用。

　　1在线感应取能电源系统的工作原理

　　在线感应取能电源系统的基本框图如图1所示。由于一次侧电流变化范围较大，在正常的电流变化60~IOOOA范围内，特制的TA直接从一次侧感应出交流电压，经过前端冲击保护电路、整流滤波电路后输出6~75V直流电，为后端系统提供足够的能量。当一次侧电流较小，感应出的电能不能满足后端采集系统的需要时，运用电池组供电管理。

　　来满足这种需求;当一次侧电流较大，感应出的电能大大超过后端采集系统的需要时，可通过电压取样和保护电路来保证后端采集系统的安全运行，通过电池组充电管理来给锉离子电池组充电储能，以便在感应取电电能不足时使用。当一次侧发生短路故障时暂态电流可能达到数十千安，会在感应线圈中产生冲击电流，但在经过前端冲击保护电路以及后续电路的多重保护后，完全可以将输人到DC/DC模块的电压值嵌位到允许电压75V以内，保护了后端电子电路的安全川。

　　2特制TA的结构参数设计

　　比较各种磁性材料的应用场合和各种性能指标，最终我们选择了日本生产的硅钢片H。，这种材料初始磁导率高，能够尽量降低启动电流;饱和磁感应强度值大，能够保证铁心在一次侧电流较大的情况下不饱和;损耗小，提高了铁心能量传递的效率川。符合在线取能的基本要求。