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基于物联网技术的开环感应取电环在配网中的研究和应用

来源: 时间:2023-04-10 10:20:24 浏览次数:

电网开封供电公司、电网鹤壁供电公司研究人员秦福祥、孙丽亚在2016年第六期《电气技术》杂志上写道,随着智能能源工程的推进,对取电电源的要求也在提高。

本文开发了一种微型、大空间的电源环,以满足网络监测中设备所需的电源,并结合物联网技术实现了电源环容量的在线监测。

伴随着配电网自动化技术的发展,智能监测监测系统在配电网中的应用越来越广泛,而智能测控设备在配电网自动化系统中的应用也越来越广泛,这使得这些智能产品的供电问题难以解决。

由于配电网中的一些监控设备需要悬挂在架空线上,如果这些设备依靠PT供电,会带来三个问题。,成本高。由于PT安装的价格和相关绝缘设备的价格都很高,第二,安装麻烦需要停电,影响负载供电的可持续性和可靠性。此外,增加PT还会增加系统对地面故障的隐患,这也是供电部门非常关心的一个方面。

所以我们讨论了一种可以通过架空线直接取电的技术,即选择开环感应去电环从线路上取电,供监控系统直接使用。

1电力物联网技术

电力物联网技术是一种基于新型智能低功耗传感器和的通信技术,通过短距离射频通信和合适的长距离通信技术,在供电系统监控监控中应用新型监控终端,随时获取供电系统的电压、电流、功率等各种信息,随时向监控中心输送这些供电系统信息的远程、广泛的监控技术。

近年来,随着新型电子电压和电压互感器的出现,随着计算机技术、无线通信技术和移动互联网技术的发展,供电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概念,相关产品得到了应用和推广。

同样,智能输配电设备的概念也在电力生产、运营和管理领域提出,一些物联网相关产品得到了广泛应用。比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。这些轻型智能监控终端的使用使得人们对配电网络的监控越来越深入和,这些产品的应用也符合我国智能能源和软电网的发展目标。

目前,PT电压互感器、CT电压互感器和光伏太阳能电池板是国内外智能配网中环网柜、分支箱等箱内电源的主要取电方式。

1.1安装PT供电方式

安装PT的供电方式是指在需要用电的监控设备的安装位置安装专门用于监控系统的PT。一些PT将10kV甚至更多的电压转换为220V或100V低压交流电,监控终端以PT的低压导出为电源工作的监控系统供电方式。供电方式在中间容易保证,是目前输电系统自动化装置中的主要供电方式。

但这种供电方式存在一些缺陷:一是安装PT需要专门的支架机构和安装空间,而安装配电网监控设备通常安装在现有的线路或配电设备上,很难保证这种安装支架的空间;二是PT价格昂贵,有些监控系统需要挂在架空线路上。绝缘设计需要在取电和供电方面进行考虑,这增加了成本,带来了许多技术困难。第三,增加PT会增强系统接地故障的隐患,从而降低系统供电的安全性能。基于以上原因,PT采用广泛的电源

1.2电压互感器的供电方式

电压互感器的供电方式是将电压互感器的二次侧改为半闭路状态,将滤波电路连接到其断口,并将这种导出能量作为监控终端的工作电源。当这种供电方式具有优势时,不需要安装特殊的安装机构,占用的空间很小。如果线路在架空线上,监控系统和电压互感器可以一体化安装。一次电路、取电设备和用电监控终端都在高压部分,所以绝缘成本很低。

然而,电压互感器在取电时基于线路电流的感应。由于线路一次侧电流的变化范围很大,电压互感器的输出不稳定。当一个线路电流很小时,输出功率很小,可能不足以监控终端的实用性。当线路电流很大时,电压互感器容易饱和,导致电压互感器烧毁。因此,如何在线路电流变化很大的情况下稳定可靠地供电,是电压互感器供电方式中难以解决的问题。

光伏太阳能电池板的供电方式1.3

太阳能电池板是一种直接将光能转化为电能的供电设备,是近年来发展起来的一种新型供电方式。这种形式广泛应用于偏远山区或这些单独的监控设备。这种供电方式清洁无污染,电压互感器不需要考虑绝缘问题。

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。一些南方山区通常持续阴雨天气很长时间。如果这些地区的监控终端单纯使用太阳能电池板供电,往往会因为长时间没有太阳而停止运行。

2感应取电环

2.1开环系统

笔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,避免了过去CT取电效率低、容易饱和的不足;开环是指在结构中不选择关闭磁路,而是选择哈弗结构的两个磁芯截面不接触,四个厚度为0.25毫米的特殊胶片贴在四个截面上,切断磁芯接触,两个磁芯之间有一毫米的气息,终形成开环的取电结构。

优点:1)削弱了一般CT传感器涡流现象,解决了取电CT互感器的发热问题;

2)磁芯截面用四个特殊胶片密封,隔离空气和水,不会因为截面腐蚀导致传统传感器的取电能力下降甚至无法取电;3)如果传统的CT传感器有1毫米的气息,根本无法获得能量。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。电缆在运行过程中,电流会随着负荷而大范围波动。根据MTTP算法,可以跟踪电缆电流的变化,从而找到功率点。这种算法是恒压跟踪法。从下图可以看出,在一次侧电流变化的情况下,在保证输出电压稳定的情况下,输出功率大。在设计中选择MTTP算法,可以大限度地保证取电功率,提高一次电流的能量传递效率。

2.3感应取电环原理概述

采用开环感应取电技术,通过非闭合式高压传感器将磁场转化为电能,然后通过整流滤波电路将交流电转化为DC,MTTP(大功率跟踪)控制电路使电路在大功率点自动工作,使整个电路始终工作在率点,后通过稳压电路将稳定的电压导出给负载供电。

其特点是高压感应器无涡流,无发热,不影响电缆本身的运行,MTTP控制电路使电路始终处于功率点,比传统CT取电效率高8-10倍。

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