CN102957220B - 一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** - Google Patents
一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN102957220B CN102957220B CN201210497779.3A CN201210497779A CN102957220B CN 102957220 B CN102957220 B CN 102957220B CN 201210497779 A CN201210497779 A CN 201210497779A CN 102957220 B CN102957220 B CN 102957220B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- coil
- voltage
- voltage transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
本发明提供了一种为有源电流/电压互感器提供非接触式供电的电源***，包括：正弦输出射频电源、发射和接收电路、直流变换电路、有源电流/电压互感器和无线信号发射器。其中，发射电路置于低压侧，接收电路置于高压侧，发射线圈A和接收B是具有相同结构的多匝螺旋线圈，其固有频率与射频电源的频率保持一致。工作时，线圈A和B处于谐振状态，电能通过电磁场从发射线圈A传递到接收线圈B，线圈B与负载线圈完全耦合，使负载线圈获得电能，然后通过直流变换电路整流滤波，给位于高压侧的有源电流/电压互感器和其他信号处理和发射装置提供直流电。本发明实现了有源电流/电压互感器供电***的高、低压电路的完全隔离。
Description
技术领域
本发明涉及电压和电流互感器的供电技术，具体涉及一种基于谐振耦合式的、有源CT的非接触式供电***。
背景技术
在电站***广泛使用的电压和电流互感器，传统上是电磁感应式的，具有类似变压器的结构。随着电力***传输的电力容量的增加，电压等级越来越高，各种有源电流/电压互感器逐步取代传统互感器。以混合式光纤电流互感器为例，其工作原理是：在高电位侧用Rogowski线圈将母线电流变成电压信号，该电压信号为模拟量，经过A/D转换成数字信号，用电光转换（E/D）电路将此数字信号变为光信号，然后通过光纤送到地电位侧，再由地电位侧的光电转换器件（O/E）和数模转换（D/A）将其转换为电信号。
在有源型光电电流互感器的设计中，能量的提供是这种有源互感器的一个关键问题。有源式光纤交流电流/电压互感器常用的高压供电技术通常有3种：1）感应供能。该方法利用电磁感应原理，通过电流互感器直接从母线获取电能。由于电流互感器一次侧电流变化很大，从数安培到数千安培变化，因此，对供电可靠性提出了较高要求。此外，这种方法显然不适用于高压直流输电。2）激光供能。低压侧电能首先被转换为激光，通过光纤将光能量传递到高压侧，然后在高压侧通过一种光电转换器重新转换成电能给监测设备供电。激光供能的优点是电源能量供给稳定，摆脱了高压母线电流和电压的影响，但也存在成本高、供电量小的缺点，且由于激光发射器、光电转换器易老化，极易影响供电质量。3）太阳能-蓄电池供能。该方法优点是成本低、易实现，但也存在易受光照、积尘和电池板老化等环境因素的影响，且太阳能电池的转换效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供了一种完全实现一次和二次***的电气隔离的有源电流/电压互感器的非接触供电***。
本发明内容可通过如下技术方案实现：
一种有源电流/电压互感器的非接触供电***，其包括由射频功率电源、发射电路、接收电路、直流变换电路、信号处理与转换电路、一次电流/电压互感器和无线信号发射器，其中，射频功率电源与发射电路直接相连，接收电路与直流变换电路直接相连，直流变换电路与信号处理与转换电路和无线信号发射器相连，信号处理与转换电路与一次电流/电压互感器和无线信号发射器相连；所述发射电路置于低压侧，由完全耦合的供能线圈和发射线圈A组成；所述接收电路置于高压侧，由完全耦合的接收线圈B和负载线圈组成；发射线圈A和接收线圈B各自的固有频率与射频功率电源的频率一致，所述发射电路和接收电路之间间无接触；所述的信号处理与转换电路，将一次电流/电压互感器采样的电流/电压信号，进行滤波和A/D转换，再经所述的无线信号发射器进行发射
进一步优化的，所述发射线圈A和接收线圈B是具有相同结构的多匝空间螺旋线圈或平面螺旋线圈。
进一步优化的，所述供能线圈直接与射频功率电源相连，为射频功率电源的负载。
进一步优化的，所述射频功率电源的输出为MHz级正弦波。
进一步优化的，所述的直流变换电路包括整流、滤波和DC-DC变换电路，其中，整流电路将负载线圈上的高频交流电整流滤波，通过DC-DC变换电路变换成设备所需要的电压级别的直流电，给位于高压侧的信号处理与转换电路以及无线信号发射器供电。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：该***利用耦合谐振原理，仅通过分别放置于电站地面低压侧和母线高压侧间的两个无接触的谐振线圈实现有源电流/电压互感器的无接触式供电。本发明实现了有源电流/电压互感器供电***的高、低压电路的完全隔离。
附图说明
图1为实施方式中有源电流/电压互感器的非接触供电***的结构示意图，其中，实线箭头是电能传递路径，虚线箭头是信号传递路径。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
如图1，一种有源电流/电压互感器的非接触供电***，其包括由射频功率电源1、发射电路2、接收电路3、直流变换电路4、信号处理与转换电路5、一次电流/电压互感器6和无线信号发射器7，其中，射频功率电源1与发射电路2直接相连，接收电路3与直流变换电路4直接相连，直流变换电路4与信号处理与转换电路5和无线信号发射器7相连，信号处理与转换电路5与一次电流/电压互感器6和无线信号发射器7相连；所述发射电路置于低压侧，由完全耦合的供能线圈和发射线圈A组成；所述接收电路置于高压侧，由完全耦合的接收线圈B和负载线圈组成；发射线圈A和接收线圈B各自的固有频率与射频功率电源的频率一致，所述发射电路和接收电路之间间无接触；所述的信号处理与转换电路，将一次电流/电压互感器采样的电流/电压信号，进行滤波和A/D转换，再经所述的无线信号发射器进行发射。
所述的发射线圈A和接收线圈B是非接触电能传输的主要装置，由具有相同结构的多匝螺旋线圈或平面螺旋线圈，具有高品质因数且谐振线圈固有频率（f=1/LC，其中L为线圈电感，C为线圈分布电容）与射频电源的频率保持一致。
所述的直流变换电路，包括整流、滤波、DC-DC变换。其将负载线圈上的高频交流电整流滤波，通过DC-DC变换成设备所需要的电压级别的直流电，给位于高压侧的信号处理与转换电路以及无线信号发射器供电。
所述的信号处理与转换电路，将一次电流/电压互感器采样的电流/电压信号，进行滤波和A/D转换。
作为实例，发射线圈A和接收B是无接触电能传输的发射和接收线圈，分别置于低压和高压侧，二者是具有相同结构的多匝螺旋线圈，其谐振固有频率与射频电源的频率保持一致；射频功率电源置于低压侧，由电站内很容易得到的常规单相交流电供电，产生MHz级的高频正弦波，供能线圈为射频功率电源的负载；供能线圈和发射线圈A完全耦合，使电源功率最大化地传递给发射线圈A；通过耦合谐振，能量从发射线圈A无接触地传递到接收线圈B；接收线圈B与负载线圈完全耦合，使负载线圈获取最大电能；负载线圈获得电能，通过直流变换电路整流滤波后变成直流电，给位于高压侧的信号处理与转换电路以及无线信号发射器供电；有源电流/电压采样母线电流，采样数据经信号处理与转换电路转换成数字信号，经调制后由无线信号发射器发射出去；远端的控制室接收无线信号，从而获得母线电流/电压的实时数据。
Claims (1)
1.一种有源电流/电压互感器的非接触供电***，其特征在于包括由射频功率电源、发射电路、接收电路、直流变换电路、信号处理与转换电路、一次电流/电压互感器和无线信号发射器，其中，射频功率电源与发射电路直接相连，接收电路与直流变换电路直接相连，直流变换电路分别与信号处理与转换电路和无线信号发射器相连，信号处理与转换电路分别与一次电流/电压互感器和无线信号发射器相连；所述发射电路置于低压侧，由完全耦合的供能线圈和发射线圈A组成；
所述接收电路置于高压侧，由完全耦合的接收线圈B和负载线圈组成；发射线圈A和接收线圈B各自的固有频率与射频功率电源的频率一致，所述发射电路和接收电路之间间无接触；所述的信号处理与转换电路，将一次电流/电压互感器采样的电流/电压信号，进行滤波和A/D转换，再经所述的无线信号发射器进行发射；
所述发射线圈A和接收线圈B是具有相同结构的多匝空间螺旋线圈；所述供能线圈直接与射频功率电源相连，为射频功率电源的负载；所述射频功率电源的输出为MHz级正弦波；所述的直流变换电路包括整流、滤波和DC-DC变换电路，其中，整流电路将负载线圈上的高频交流电整流滤波，通过DC-DC变换电路变换成设备所需要的电压级别的直流电，给位于高压侧的信号处理与转换电路以及无线信号发射器供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210497779.3A CN102957220B (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210497779.3A CN102957220B (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102957220A CN102957220A (zh) | 2013-03-06 |
| CN102957220B true CN102957220B (zh) | 2016-02-24 |
Family
ID=47765626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210497779.3A Active CN102957220B (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102957220B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107359463A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-11-17 | 中日龙(襄阳)机电技术开发有限公司 | 一种防水及防尘非接触连接器 |
| CN113759158A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-12-07 | 国家电网有限公司 | 一种用于多节点站域信息融合的互感器及数据采集方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2612042Y (zh) * | 2003-03-11 | 2004-04-14 | 广州市伟钰光电科技有限公司 | 有源光电电流互感器 |
| CN101030733A (zh) * | 2007-03-21 | 2007-09-05 | 中国科学院电工研究所 | 一种轻型单元级联式多电平功率变换器 |
| CN102244418A (zh) * | 2011-07-12 | 2011-11-16 | 广东工业大学 | 电子式互感器工作电源 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2754194Y (zh) * | 2004-12-15 | 2006-01-25 | 上海大学 | 具有无源无线传输功能的电流互感器 |
| CN102638113B (zh) * | 2012-04-11 | 2014-08-27 | 华中科技大学 | 一种磁耦合谐振装置 |
-
2012
- 2012-11-29 CN CN201210497779.3A patent/CN102957220B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2612042Y (zh) * | 2003-03-11 | 2004-04-14 | 广州市伟钰光电科技有限公司 | 有源光电电流互感器 |
| CN101030733A (zh) * | 2007-03-21 | 2007-09-05 | 中国科学院电工研究所 | 一种轻型单元级联式多电平功率变换器 |
| CN102244418A (zh) * | 2011-07-12 | 2011-11-16 | 广东工业大学 | 电子式互感器工作电源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102957220A (zh) | 2013-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106787251B (zh) | 一种航天器交会对接并网供电的无线电能及信号传输*** | |
| KR101438910B1 (ko) | 유선-무선 전력 전송 장치 및 그 방법 | |
| Singh et al. | Wireless transmission of electrical power overview of recent research & development | |
| CN106410978B (zh) | 一种无线电能传输***中耦合线圈互感系数在线测量方法 | |
| CN103915907B (zh) | 主从自耦合磁共振无线电能传输装置及其操作方法 | |
| CN107453490A (zh) | 一种无线电力传输装置 | |
| CN205489820U (zh) | 一种高压输电线非接触供电的无线能量传输装置 | |
| CN108258780A (zh) | 一种高压输电线路用电设备无线供电*** | |
| CN102590576B (zh) | 无线感应供电的有源光电电流互感器 | |
| CN103928961A (zh) | 一种电动汽车无线充电*** | |
| CN204423325U (zh) | 一种无线鼠标 | |
| CN104617646A (zh) | 一种基于zvs自激磁共振的智能无线充电装置 | |
| CN102255367A (zh) | 电动车用无线充电*** | |
| CN106911195A (zh) | 一种具有无线充电装置的电瓶车 | |
| CN104426205A (zh) | 无线充电装置与方法以及使用该装置的移动终端 | |
| CN102957220B (zh) | 一种有源电流/电压互感器的非接触供电*** | |
| JP2011234571A (ja) | 非接触給電システム | |
| CN105119357A (zh) | 一种远距离无线充电设备 | |
| CN103825345A (zh) | 一种特殊螺旋线圈无线电源充电装置 | |
| CN202119563U (zh) | 一种基于无线电源的高电压点测温装置 | |
| CA2783144A1 (en) | Integrated reactance module | |
| Rasheduzzaman et al. | Wireless Power Transfer by Highly Resonant Technique | |
| CN110370959B (zh) | 一种车辆充电装置及车辆 | |
| Kim et al. | 1.9 MHz wireless power transmission system using coupled magnetic resonance | |
| CN108270296A (zh) | 一种高压大功率电力电子器件的无线能量传输供能*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |