一種報警和檢測設備野外供電的方法
2023-09-21 01:44:40 1
專利名稱：一種報警和檢測設備野外供電的方法
技術領域：
本發明涉及一種野外取電方法，更具體的說，本發明主要涉及一種報警和檢測設備野外供電的方法。
背景技術：
電力系統防入侵報警系統是一種為防止或預防非本系統人員非法進入警戒區域的系統，用於電力傳輸幹線的系統設備大多數為野外安裝，雖然系統中傳輸很高功率的電能，但因電壓很高，比如110kV、220kV等，直接通過變壓的方法取得低壓交流電為報警系統供電並不容易實現。在系統中無可用的低壓交流電源的背景下，傳統的方法採用太陽能電池板、風力發電機、蓄電池組及管理電路構成小功率電源系統。其缺點是太陽能和風能都是不穩定的能源，陰天和無風的天氣比例較大，構成能持續提供能源的電源，要麼系統龐大，要麼持續供電功率較小。有些應用場合不允許或不可能安裝太陽能電池板和風力發電機。電力傳輸系統中，用於系統接地引流的接地線中通常都有數安培的電流流過，接地線保護的通常為電纜外殼或外管道，防止感應電荷的積聚或交流電場形成外層的感應電壓。感應電壓過高將影響系統絕緣。如果產生放電,將導致材料損壞。接地線中的電流有數安培，且內阻較小。採用絕緣的方法將其一部分能量取出，既達到洩放電流的目的，又可獲得部分功率為報警系統供電。現有技術用電流互感器的原理從電力傳輸幹線中取電，但不能解決野外工作的報警設備取電的問題。考慮到現有技術不能解決該問題，本發明提供一種取電的方法，來解決野外取電的問題。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種電力設備野外報警裝置取電方法。考慮到現有技術的上述問題，根據本發明公開的一個方面，本發明採用以下技術
方案本發明提供一種報警和檢測設備野外供電的方法，包括以下步驟a、從電力傳輸系統中接地引流的接地線中採用絕緣的方法在接地線中獲取初級電流；b、將a步驟中獲取的初級電流進行調整後，獲得穩定的電流，再將穩定的電流進行儲存；C、將b步驟中儲存的電流作為電源供應給終端設備使用。更進一步技術方案是所述電力傳輸系統接地引流的接地線為瀉流電纜，瀉流電纜中有數十安培的電流流過，瀉流電纜中的電流來源於瀉流電纜母線的外包金屬層的分布感應電容。更進一步技術方案是所述絕緣的方法為利用大電流互感器的原理，將互感器的初級圈數提聞，提聞初級流入與流出間的阻抗，獲得初級電流。更進一步技術方案是所述b步驟中的對電流進行調整是互感器獲得的電流經整流、濾波、限壓分流和穩壓電路獲得低壓直流電源，並存儲在蓄電池中。更進一步技術方案是所述對電流進行調整中的電路和限壓分流電路是為了防止對蓄電池組過充電。更進一步技術方案是所述蓄電池為野外終端設備供電，所述終端設備為電力系統報警和檢測設備。更進一步技術方案是所述為蓄電池充電的互感器和電路是至少一組輸入端來自瀉流電纜且輸出端並聯，以加大對蓄電池組的充電電流。更進一步技術方案是所述輸出端並聯後串聯二極體組成相加的電路增加電流輸出，共同為蓄電池浮充。與現有技術相比，本發明的有益效果之一是傳統的方法採用太陽能電池板、風力發電機、蓄電池組及管理電路構成的小功率電源系統，其缺點是受天氣影響較大或者設備系統龐大，不能形成穩定的電源。本方法可以在無可用的低壓交流電源的情況下，通過採集電力傳輸系統中接地引流的接地線中的數安培電流，對報警和檢測裝置進行供電，同時又達到對電力傳輸系統的洩放電流的目的，並且不會影響電力傳輸系統的正常運行。
圖1為本發明方法步驟示意框圖；圖2為本發明的電路圖；圖3為本發明的電流互感器原理圖示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步闡述。如圖1所示一種報警和檢測設備野外供電的方法，包括以下步驟a、從電力傳輸系統中接地引流的接地線中採用絕緣的方法在接地線中獲取初級電流；電力傳輸系統接地引流的接地線為瀉流電纜，瀉流電纜中有數安培的電流流過，瀉流電纜中的電流來源於瀉流電纜母線的外包金屬層的分布感應電容，通過使用大電流互感器獲得感應電流；b、將步驟a中獲取的初級電流進行調整後，獲得穩定的電流，再將穩定的電流進行儲存；c、將b步驟中儲存的電流作為電源供應給終端設備使用。根據本發明的另一個優選實施例，在步驟a中採用絕緣的方法取電，絕緣的方法為利用大電流互感器的原理，將電流互感器接入瀉流電纜中，在不破壞瀉流電纜表面的絕緣層，將電流互感器的初級串入電力傳輸系統對地的瀉流電纜中，再將互感器的初級圈數提高到幾十匝，適當的提高初級流入與流出間的阻抗，在次級線圈上獲取數瓦至數十瓦的交流功率；例如初級線圈為30T，次級線圈為500T。根據本發明的另一個更優選的實施例，在b步驟中的對電流進行調整是互感器獲得的電流經整流、濾波、限壓分流和穩壓電路獲得低壓直流電源。如圖2所示，HGQ為電流互感器，初級線圈為30T，次級線圈為500T。HGQ輸出後連接由D1、D2、D3和D4構成的橋式整流電路。橋式整流電路的輸出正分別接Cl的「 + 」、C2的「 + 」、Dl的「一，，、D2的「一，，、R1、R3、R5、D3的「 +，，和U3的3腳。橋式整流電路的輸出正分別接Cl的「一」、C2的「一，，、Dl 的 「 + 」、D2 的 「 + 」、W1 的 2 和 3、Ul 的 2 7、U2 的 2 和 4、U3 的 2 腳。R1、R2、W1、R3、U1、R4、R5、U2、U3等構成並聯限壓分流電路。其中的電路和限壓分流電路是為了防止對蓄電池組過充電，並存儲在蓄電池中。蓄電池為野外終端設備供電，終端設備為電力系統報警和檢測設備，蓄電池充電的互感器和電路是至少一組輸入端來自瀉流電纜且輸出端並聯，以加大對蓄電池組的充電電流，根據用電設備的用電量，來決定連接互感器和電路的組數，而對於組數的改變，在本領域技術人員看來是顯而易見的。互感器和電路的輸出端並聯後串聯二極體組成相加的電路增加電流輸出，共同為蓄電池浮充，浮充是蓄電池組的一種供(放)電工作方式，系統將蓄電池組與電源線路並聯連接到負載電路上，它的電壓大體上是恆定的，僅略高於蓄電池組的端電壓，由電源線路所供的少量電流來補償蓄電池組局部作用的損耗，以使其能經常保持在充電滿足狀態而不致過充電。因此，蓄電池組可隨電源線路電壓上下波動而進行充放電。當負載較輕而電源線路電壓較高時，蓄電池組即進行充電，當負載較重或電源發生意外中斷時，蓄電池組則進行放電，分擔部分或全部負載。這樣，蓄電池組便起到穩壓作用，並處於備用狀態。根據本發明的更加優選的一個實施例，互感器取電過程使用的取電裝置，是使用 互感器將高電壓轉變成低電壓的原理進行。如圖3所示，根據電磁感應定律可知取電線圈副邊輸出電壓E2在磁芯未飽和時的瞬時表達式為E2=-j4. 44fN^m式中f為輸電線路電流頻率；N2為副邊線圈匝數；Φπ為取電線圈磁芯內通過的磁通。根據全電流定律可知 Φ m=BmS= μ HmSHm=L 414^^/1式中Φπι為取電線圈磁芯內通過的磁通有效值凡為取電線圈磁芯內磁感應強度的有效值；扎為取電線圈磁芯內磁場強度的有效值；3為取電線圈磁芯截面積；μ為磁芯的磁導率；1為取電線圈磁芯磁路長度；N1為取電線圈原邊匝數；Ι,為取電線圈磁化電流有效值。根據變壓器的磁動勢平衡方程式可得I1N^I2N2=ImNl式中I1S輸電線路電流；I2為取電線圈副邊輸出電流；1 >為取電線圈勵磁電流。當磁芯工作在線性區時可以近似認為μ為定值。由式⑷可知P有以下幾個特性(I)在磁化電流小於飽和電流時，存在一個最大輸出功率點，且最大功率輸出僅與磁芯的磁導率、磁路長度及截面積、一次側電流有關，與副邊線圈匝數無關。(2)在磁芯的線性工作區，Ili=1. 4141/2時，取電線圈的最大輸出功車戶，=)> 14 f U S If/ I，此時θ=45°。可以控制取電線圈副邊的負載電流使Ili=1. 4141/2使取電線圈輸出功率最大。(3)在原邊電流較大時，可以增大取電線圈副邊的負載電流，減小Θ,控制取電線圈的輸出功率，從而保證整個系統工作在低熱耗狀態。(4)增加原邊圈數N1可增加原邊有效電流值。在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」、等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本發明的範圍內。儘管這裡參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求
1.一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於包括以下步驟a、從電力傳輸系統中接地引流的接地線中採用絕緣的方法在接地線中獲取初級電流；b、將a步驟中獲取的初級電流進行調整後，獲得穩定的電流，再將穩定的電流進行儲存；C、將b步驟中儲存的電流作為電源供應給終端設備使用。
2.根據權利要求1所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述電力傳輸系統接地引流的接地線為瀉流電纜，瀉流電纜中有數十安培的電流流過，瀉流電纜中的電流來源於瀉流電纜母線的外包金屬層的分布感應電容。
3.根據權利要求1所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述絕緣的方法為利用大電流互感器的原理，將互感器的初級圈數提高，提高初級流入與流出間的阻抗，獲得初級電流。
4.根據權利要求1所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述b 步驟中的對電流進行調整是互感器獲得的電流經整流、濾波、限壓分流和穩壓電路獲得低壓直流電源，並存儲在蓄電池中。
5.根據權利要求4所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述對電流進行調整中的電路和限壓分流電路是為了防止對蓄電池組過充電。
6.根據權利要求4所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述蓄電池為野外終端設備供電，所述終端設備為電力系統報警和檢測設備。
7.根據權利要求4所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述為蓄電池充電的互感器和電路是至少一組輸入端來自瀉流電纜，互感器和電路的輸出端並聯，以加大對蓄電池組的充電電流。
8.根據權利要求7所述的一種報警和檢測設備野外供電的方法，其特徵在於所述互感器和電路的輸出端並聯後串聯二極體組成相加的電路增加電流輸出，共同為蓄電池浮充。
全文摘要
本發明公開了一種報警和檢測設備野外供電的方法，從電力傳輸系統中接地引流的接地線中採用絕緣的方法在接地線中獲取初級電流；獲取的初級電流進行調整後，獲得穩定的電流，再將穩定的電流進行儲存；儲存的電流作為電源供應給終端設備使用，本發明利用電流互感器的初級串入電流設備對地的瀉流電纜中，互感器輸出接整流、限壓恆流電路為蓄電池組充電，並為設備提供電壓直流電源。電流互感器的初級是多圈的，以增加電能的輸入，獲取更大的功率，同時不對原瀉流功能產生影響。
文檔編號H02J17/00GK103023118SQ201210475320
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者劉岡, 楊建軍 申請人:成都揚帆電力製造有限公司