CN104269916A - 一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法，所述实现方法包含有以下步骤：步骤1、取电：同时进行高压感应取电和太阳能光伏取电；步骤2、选择：步骤1A和步骤1B中的电源分别经继电器后接入负载，电源选择控制模块的单片机对步骤1A和步骤1B中的电源电压进行监测，选择电压高的电源处于导通状态，对负载进行供电；步骤3、保护：当过温时，选择太阳能光伏电源进行供电，从而保证了作为负载的监测设备的安全、不间断的电力供应。

Description

一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法

技术领域

本发明涉及一种稳定电源的实现方法，尤其是涉及一种为安装于高压输电线路上的检测装置提供安全、稳定、不间断电力的电源的实现方法，属于电工技术领域。

背景技术

智能电网的发展要求在高压输电线路上或高压开关柜中，添加用于监测的辅助装置来提高输变电的状态监测能力，这些辅助装置长期处于高压环境中，安装位置也较为苛刻，电源提供不易；

目前，辅助装置常用的供电方式有太阳能光伏电源和高压感应取电电源两种；但是太阳能光伏电源功率较不稳定；感应取电电源利用电磁感应原理和磁饱和技术，通过电流互感器（CT）感应高压侧的电流来获取电能，但当输电线路发生故障或电流不足时电源不能正常工作，且磁饱和技术导致CT的交流输出存在较高的电压尖峰，电压尖峰会损毁电源内部器件；

专利号为“201010134788.7”，名称为“用于高压输电线路上的感应取电装置”发热中国发明专利，以及专利号为“201010002539.2”，名称为“电力隧道电缆非接触式感应取电装置”的中国发明专利，均设计了高压感应取电电源，但该设计方案不能解决当输电线路发生故障或电流不足时出现的问题，且所设计的泄放电路通过功率管和泄放电阻构成，当CT输出电压过高时，功率管导通，泄放电阻将尖峰能量吸收转换为热能耗散掉；并且，该方法在应用中，输电线路极有可能由于负荷紧张而需要过载运行，虽然在设计电路时给电流留有一定裕量，但过载电流一旦超过规定的最大电流，CT电源会出现保护电路损毁故障，以致烧毁后方负载，造成巨额经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种同时具有从高压测上通过非接触方式感应取电、以及太阳能光伏取电的用电源，可为安装在高压输电线路上的监测装置提供安全、稳定、不间断的低压电源；以解决当输电线路出现故障、电流不足或泄放电阻工作温度超标时出现的监测设备无法正常工作甚至被烧毁的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法，所述实现方法包含有以下步骤：

步骤1、取电：同时进行高压感应取电和太阳能光伏取电；

步骤1A、高压感应取电：利用电流互感器从高压侧目前感应生成电流，并对其整流滤波后输入电源选择控制模块； 

步骤1B、太阳能光伏取电：利用太阳能光伏电板将获取的光伏电能输入电源选择控制模块；

步骤2、选择：步骤1A和步骤1B中的电源分别经继电器后接入负载，电源选择控制模块的单片机对步骤1A和步骤1B中的电源电压进行监测，选择电压高的电源处于导通状态，对负载进行供电；

步骤3、保护：上述步骤1A中设置一温度传感器对整流滤波电路中的尖端泄放电路进行温度检测，当温度过高时，通过与温度传感器相连接的单片机模块切断电流互感器上连接的继电器，从而使得高压感应取电暂停，并将信号通过RF射频模块发送，电源选择控制模块中的单片机接收该信号后将高压感应取电电源处于关闭状态，将太阳能光伏电源处于导通状态，从而避免对作为负载的监测设备被烧毁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能解决当输电线路出现故障、电流不足或泄放电阻工作温度超标时，电源无法正常工作，从而导致监测设备无法正常工作甚至被烧毁的问题，保证了负载设备可以安全稳定运行。 

附图说明

图1为本发明一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法中电源***的电路框图。

图2为本发明一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法中电源***的高压感应取电电源的电路框图。

图3为本发明一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法中电源***的太阳能光伏电源的电路框图。

其中：

高压感应取电电源1、太阳能光伏电源2、电源选择控制模块3；

取电模块11、电能调理模块12、智能保护模块13；

一次母线111、电流互感器磁芯112、二次线圈113、取样电阻114、单刀双掷继电器115；

整流电路121、尖端泄放电路122、纹波滤除电容123、稳压电路124；

单片机控制模块131、RF射频模块132；

光伏电池阵列21、充放电控制器22、蓄电池23、逆变器24。

具体实施方式

参见图1~3，本发明涉及的一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法，所述方法包含有一电源***，所述电源***包含有高压感应取电电源1、太阳能光伏电源2和电源选择控制模块3，所述高压感应取电电源1、太阳能光伏电源2的电源输出端连接至电源选择控制模块3的电源输入端，所述电源选择控制模块3的电源输出端连接至负载；

所述高压感应取电电源1包含有取电模块11、电能调理模块12和智能保护模块13，所述取电模块11包含有套装于一次母线111上的电流互感器铁芯112，缠绕于电流互感器铁芯112上的二次线圈113经单刀双掷继电器115后输入电能调理模块12（二次线圈113的两个输出头之间接入有取样电阻114），所述电能调理模块12包含有与单刀双掷继电器115相连的整流电路121，经整流电路121后依次经尖端泄放电路122、纹波滤除电容123和稳压电路124后与电源选择控制模块3相连接，优选的，智能保护模块13用于对高压感应取电电源1进行保护，所述智能保护模块13包含有单片机控制模块131，单片机控制模块131与一用于监测尖端泄放电路122温度的温度传感器相连接， 且单片机控制模块131与单刀双掷继电器115的控制端相连接，所述单片机控制模块131与一RF射频模块132相连接，

工作时，一次母线111上通有幅值恒定的交流电流，线路周围将产生交变磁场，并在所述铁芯112上产生交变的磁通，这个磁通将在所述感应线圈113上感应出交变的感应电流；感应电流在所述取样电阻114上成为电动势输出，在所述单刀双掷继电器115（JQC-3F）闭合的条件下，所述感应电动势经整流电路121整流后变为脉动直流电压；脉动直流电压经所述尖端泄放电路122后，将脉动直流的尖峰能量泄放，再经所述滤波电容123可将较大的电压纹波滤除；最后，该电压经稳压电路124后降至预设电压后供电源选择模块3选择；当单片机控制模块131用于监测尖端泄放电路122的工作温度，并预设温度超标阈值、恢复阈值和超标时长；工作温度超标后，所述单片机控制模块131通过控制所述单刀双掷继电器115断开供电电路，所述RF射频模块32启动，下发电源装置故障命令至电源选择控制模块3，直到所述尖端泄放电路122的工作温度进入恢复阈值后，所述单刀双掷继电器115重新接入供电电路；

所述太阳能光伏电源2包含有光伏电池阵列21，所述光伏电池阵列21经充放电控制器22给蓄电池23，蓄电池23经逆变器24将直流电压逆变为交流电压后接入电源选择控制模块3；

所述电源选择控制模块3包括STM8单片机、选择继电器（HK14F）和AC/DC变换器，上述高压感应取电电源1和太阳能光伏电源2的电源输入端分别经选择继电器（HK14F）被控制端后与负载相连，所述选择继电器的控制端与STM8单片机相连接，所述STM8单片机的两个ADC管脚与高压感应取电电源1和太阳能光伏电源2的输出端相连，用于对输出电压进行监测，所述AC/DC变换器的输入端与负载相连，使得负载反馈回来的交流电压先通过AC/DC变换器整流为直流电压，再向STM8单片机供电；STM8单片机上还连接有一RF接收模块，用于接收RF射频模块132发出的指令信号；

本发明一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法，所述实现方法包含有以下步骤：

步骤1、取电：同时进行高压感应取电和太阳能光伏取电；

步骤1A、高压感应取电：利用电流互感器从高压侧目前感应生成电流，并对其整流滤波后输入电源选择控制模块； 

步骤1B、太阳能光伏取电：利用太阳能光伏电板将获取的光伏电能输入电源选择控制模块；

步骤2、选择：步骤1A和步骤1B中的电源分别经继电器后接入负载，电源选择控制模块的单片机对步骤1A和步骤1B中的电源电压进行监测，选择电压高的电源处于导通状态，对负载进行供电；

步骤3、保护：上述步骤1A中设置一温度传感器对整流滤波电路中的尖端泄放电路进行温度检测，当温度过高时，通过与温度传感器相连接的单片机模块切断电流互感器上的继电器，从而使得高压感应取电暂停，并将该指令通过RF射频模块发送，电源选择控制模块中的单片机接收后将高压感应取电电源处于关闭状态，将太阳能光伏电源处于导通状态，从而避免对作为负载的监测设备被烧毁。

另外，需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (1)

1.本发明一种高压感应电源与光伏电源切换的实现方法，其特征在于：所述实现方法包含有以下步骤：

步骤1、取电：同时进行高压感应取电和太阳能光伏取电；

步骤1A、高压感应取电：利用电流互感器从高压侧目前感应生成电流，并对其整流滤波后输入电源选择控制模块； 

步骤1B、太阳能光伏取电：利用太阳能光伏电板将获取的光伏电能输入电源选择控制模块；

步骤2、选择：步骤1A和步骤1B中的电源分别经继电器后接入负载，电源选择控制模块的单片机对步骤1A和步骤1B中的电源电压进行监测，选择电压高的电源处于导通状态，对负载进行供电；

步骤3、保护：上述步骤1A中设置一温度传感器对整流滤波电路中的尖端泄放电路进行温度检测，当温度过高时，通过与温度传感器相连接的单片机模块切断电流互感器上连接的继电器，从而使得高压感应取电暂停，并将信号通过RF射频模块发送，电源选择控制模块中的单片机接收该信号后将高压感应取电电源处于关闭状态，将太阳能光伏电源处于导通状态，从而避免对作为负载的监测设备被烧毁。