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产品︱配网中基于物联网技术的开环感应取电环的研究和应用

来源: 时间:2022-07-05 09:47:28 浏览次数:

2016年9月26日,中国电工技术学会定于2016年~27日在安徽省合肥市举行“2016年第五届新能源发电系统技术创新大会”(原“分布式发电和微电网技术会议”),主题为“能源互联网关键技术、储能电站和微电网建设”。

电网开封供电公司、电网鹤壁供电公司研究员秦福祥、孙丽雅在2016年第六期《电气技术》杂志上写道,随着智能电网工程的推进,对供电的要求也在提高。

本文结合物联网技术,开发了一种小型化、大容量取电环,以满足网络监控中设备所需的电源,实现取电环容量的在线监控。

随着配电网自动化技术的发展,智能监控设备在配电网中的应用越来越普遍,而配电网自动化系统中的智能测控设备一般线安装,这使得这些智能设备的供电问题难以解决。

由于配电网中的一些监控设备被悬挂在架空线上,如果这些设备被取决于PT如果供电,会带来三个问题。,成本更高,因为PT相关绝缘设备的安装价格和价格都很高。其次,安装麻烦需要停电安装,影响负荷供电的连续性和可靠性。此外,添加一个PT还会增加一个系统对地故障的隐患点,这也是供电部分非常关注的一个方面。

为此,我们研究了一种可以直接通过架空线取电的技术,即使用开环感应去电环从线路取电,直接用于监控设备。

1电力物联网技术

电力物联网技术是指在电力系统监控中使用新的监控终端,通过短距离射频通信和适当的远程通信技术,不时获取电力系统的电压、电流、、电流、功率等各种信息,并通过短距离射频通信和适当的远程通信技术,将这些电力系统信息不时传输到监控中心基于新型智能低功率传感器和的通信技术。

近年来,随着新型电子电压和电流互感器的出现,随着计算机技术、无线通信技术和移动互联网技术的发展,电力系统物联网技术越来越受到人们的重视。目前,家电行业提出了智能家电的理念,相关产品得到了应用和推广。

同样,在电力生产、运营管理领域也提出了智能输配电设备的概念,一些物联网相关产品得到了广泛应用。例如,智能架空线路指示器和智能环网柜的应用就是这方面的一个例子。这些轻品的应用也符合我国智能电网和柔性电网的发展目标。

目前,国内外智能配网中环网柜、分支箱等箱内电源的取电方式主要有三种:PT电压互感器,CT电流互感器和光伏太阳能电池板。

1.1加装PT供电方式

加装PT供电方式是指在需要用电的监控设备的安装位置安装用电监控设备PT,有PT将10kV甚至更高的电压转换为220V或100V低压交流电,监控终端PT低压输出是一种用于电源工作的监控设备电源模式。中等供电模式的供电容易保证,是目前输电系统自动化装置中的主要供电模式。

但是这种供电方式有以下缺点:,安装PT需要特殊的支撑机构和安装空间,配电网监控设备的安装往往安装在现有的线路或配电设备上,难以保证支架的空间;第二,PT价格比较贵,有些监控设备需要挂在架空线路上,需要考虑取电和输电的绝缘设计,增加了成本,带来了很多技术困难;第三,增加PT它还增加了系统接地故障的隐患,从而降低了系统电源的安全性能。综合上述原因,采用PT配电网自动化难以广泛采用供电方式。

1.2电流互感器供电方式

电流互感器的供电方式是将电流互感器的二次侧改为半开路状态,在其断口连接滤波器电路,将输出能量作为监控终端的工作电源。当这种供电方式的优点是不需要安装特殊的安装机构时,占用的空间尺寸很小。如果线路在架空线路上,可以将监控设备和电流互感器集成安装在一个线路上。

然而,当电流互感器通电时,它是基于线路电流的感应。由于线路一次侧电流变化范围大,电流互感器输出不稳定;当线路电流很小时,输出功率很小,可能不足以监控终端的位置;当线路电流特别大时,电流互感器容易饱和,导致电流互感器燃烧。因此,在线路电流变化较大的情况下,如何稳定可靠地供电是电流互感器供电模式中难以解决的问题。

1.3光伏太阳能电池板供电方式

太阳能电池板是一种直接将光能转化为电能的电源设备。它是近年来发展起来的一种新的供电形式。这种形式广泛应用于偏远山区或这些独立的监测设备的供电。这种供电方式清洁无污染,不考虑电压互感器的绝缘。

然而,这种供电方式只能在白天供电,太阳能电池板的供电受天气影响很大。南方的一些山区经常长时间连续下雨。如果这些地区的监测终端仅仅使用太阳能电池板供电,它们通常会因为长时间没有太阳而停止工作。

2感应取电环

2.1开环系统

作者开发的感应取电环是一种开环系统,通过特殊的结构设计,避免了以往的情况CT取电效率低,易饱和的缺陷;开环是指闭合磁路不用于结构,哈弗结构的两个半磁芯截面不直接接触,四个厚度为0.25mm将胶片粘贴在四个截面上,隔断磁芯接触,两个半磁芯之间有一个mm从而形成开环的取电结构。

优势:1)削弱了普通CT传感器的涡流现象解决了取电现象CT互感器发热问题;

2)磁芯截面用四个特殊的薄膜密封,以隔离空气和水。传统传感器因截面生锈而产生的取电能力不会降低甚至无法取电;3)传统CT如果有了传感器1mm呼吸,根本不可能获得能量本项目通过研究MTTP技术,提高了整个电路的输出功率。

2.2MTTP技术

MTTP技术是一种算法。根据负载的情况,电缆在运行过程中的电流会大范围波动。MTTP该算法可以跟踪电缆电流的变化,以找到佳功率点。该算法是一种恒压跟踪方法。从下图可以看出,当一次侧电流变化时,输出功率,以确保输出电压恒定MTTP算法可以限度地保证取电功率,提高一次电流的能量传递效率。

2.33简述感应电环的原理

取电环采用开环感应取电技术,将磁场转化为电能,然后通过整流滤波电路将交流电转化为直流电,MTTP(功率跟踪)控制电路使电路在功率点自动工作,使整个电路始终在佳效率点工作,后通过稳压电路输出稳定电压。

其特点是高压传感器无涡流,无发热,不影响电缆体的运行,MTTP控制电路使电路始终在佳功率点工作,这与传统电路相比CT取电效率为8-10倍。

2.4监测电环的工作状态

电流监测模块和无线发射模块安装在取电环内。结合配电网实施的物联网项目,可以实现取电环电

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