2016年9月26日,中國電工技術學會定于2016年~27日在安徽省合肥市舉行“2016年第五屆新能源發電系統技術創新大會”(原“分布式發電和微電網技術會議”),主題為“能源互聯網關鍵技術、儲能電站和微電網建設”。
電網開封供電公司、電網鶴壁供電公司研究員秦福祥、孫麗雅在2016年第六期《電氣技術》雜志上寫道,隨著智能電網工程的推進,對供電的要求也在提高。
本文結合物聯網技術,開發了一種小型化、大容量取電環,以滿足網絡監控中設備所需的電源,實現取電環容量的在線監控。
隨著配電網自動化技術的發展,智能監控設備在配電網中的應用越來越普遍,而配電網自動化系統中的智能測控設備一般線安裝,這使得這些智能設備的供電問題難以解決。
由于配電網中的一些監控設備被懸掛在架空線上,如果這些設備被取決于PT如果供電,會帶來三個問題。,成本更高,因為PT相關絕緣設備的安裝價格和價格都很高。其次,安裝麻煩需要停電安裝,影響負荷供電的連續性和可靠性。此外,添加一個PT還會增加一個系統對地故障的隱患點,這也是供電部分非常關注的一個方面。
為此,我們研究了一種可以直接通過架空線取電的技術,即使用開環感應去電環從線路取電,直接用于監控設備。
1電力物聯網技術
電力物聯網技術是指在電力系統監控中使用新的監控終端,通過短距離射頻通信和適當的遠程通信技術,不時獲取電力系統的電壓、電流、、電流、功率等各種信息,并通過短距離射頻通信和適當的遠程通信技術,將這些電力系統信息不時傳輸到監控中心基于新型智能低功率傳感器和的通信技術。
近年來,隨著新型電子電壓和電流互感器的出現,隨著計算機技術、無線通信技術和移動互聯網技術的發展,電力系統物聯網技術越來越受到人們的重視。目前,家電行業提出了智能家電的理念,相關產品得到了應用和推廣。
同樣,在電力生產、運營管理領域也提出了智能輸配電設備的概念,一些物聯網相關產品得到了廣泛應用。例如,智能架空線路指示器和智能環網柜的應用就是這方面的一個例子。這些輕品的應用也符合我國智能電網和柔性電網的發展目標。
目前,國內外智能配網中環網柜、分支箱等箱內電源的取電方式主要有三種:PT電壓互感器,CT電流互感器和光伏太陽能電池板。
1.1加裝PT供電方式
加裝PT供電方式是指在需要用電的監控設備的安裝位置安裝用電監控設備PT,有PT將10kV甚至更高的電壓轉換為220V或100V低壓交流電,監控終端PT低壓輸出是一種用于電源工作的監控設備電源模式。中等供電模式的供電容易保證,是目前輸電系統自動化裝置中的主要供電模式。
但是這種供電方式有以下缺點:,安裝PT需要特殊的支撐機構和安裝空間,配電網監控設備的安裝往往安裝在現有的線路或配電設備上,難以保證支架的空間;第二,PT價格比較貴,有些監控設備需要掛在架空線路上,需要考慮取電和輸電的絕緣設計,增加了成本,帶來了很多技術困難;第三,增加PT它還增加了系統接地故障的隱患,從而降低了系統電源的安全性能。綜合上述原因,采用PT配電網自動化難以廣泛采用供電方式。
1.2電流互感器供電方式
電流互感器的供電方式是將電流互感器的二次側改為半開路狀態,在其斷口連接濾波器電路,將輸出能量作為監控終端的工作電源。當這種供電方式的優點是不需要安裝特殊的安裝機構時,占用的空間尺寸很小。如果線路在架空線路上,可以將監控設備和電流互感器集成安裝在一個線路上。
然而,當電流互感器通電時,它是基于線路電流的感應。由于線路一次側電流變化范圍大,電流互感器輸出不穩定;當線路電流很小時,輸出功率很小,可能不足以監控終端的位置;當線路電流特別大時,電流互感器容易飽和,導致電流互感器燃燒。因此,在線路電流變化較大的情況下,如何穩定可靠地供電是電流互感器供電模式中難以解決的問題。
1.3光伏太陽能電池板供電方式
太陽能電池板是一種直接將光能轉化為電能的電源設備。它是近年來發展起來的一種新的供電形式。這種形式廣泛應用于偏遠山區或這些獨立的監測設備的供電。這種供電方式清潔無污染,不考慮電壓互感器的絕緣。
然而,這種供電方式只能在白天供電,太陽能電池板的供電受天氣影響很大。南方的一些山區經常長時間連續下雨。如果這些地區的監測終端僅僅使用太陽能電池板供電,它們通常會因為長時間沒有太陽而停止工作。
2感應取電環
2.1開環系統
作者開發的感應取電環是一種開環系統,通過特殊的結構設計,避免了以往的情況CT取電效率低,易飽和的缺陷;開環是指閉合磁路不用于結構,哈弗結構的兩個半磁芯截面不直接接觸,四個厚度為0.25mm將膠片粘貼在四個截面上,隔斷磁芯接觸,兩個半磁芯之間有一個mm從而形成開環的取電結構。
優勢:1)削弱了普通CT傳感器的渦流現象解決了取電現象CT互感器發熱問題;
2)磁芯截面用四個特殊的薄膜密封,以隔離空氣和水。傳統傳感器因截面生銹而產生的取電能力不會降低甚至無法取電;3)傳統CT如果有了傳感器1mm呼吸,根本不可能獲得能量本項目通過研究MTTP技術,提高了整個電路的輸出功率。
2.2MTTP技術
MTTP技術是一種算法。根據負載的情況,電纜在運行過程中的電流會大范圍波動。MTTP該算法可以跟蹤電纜電流的變化,以找到佳功率點。該算法是一種恒壓跟蹤方法。從下圖可以看出,當一次側電流變化時,輸出功率,以確保輸出電壓恒定MTTP算法可以限度地保證取電功率,提高一次電流的能量傳遞效率。
2.33簡述感應電環的原理
取電環采用開環感應取電技術,將磁場轉化為電能,然后通過整流濾波電路將交流電轉化為直流電,MTTP(功率跟蹤)控制電路使電路在功率點自動工作,使整個電路始終在佳效率點工作,后通過穩壓電路輸出穩定電壓。
其特點是高壓傳感器無渦流,無發熱,不影響電纜體的運行,MTTP控制電路使電路始終在佳功率點工作,這與傳統電路相比CT取電效率為8-10倍。
2.4監測電環的工作狀態
電流監測模塊和無線發射模塊安裝在取電環內。結合配電網實施的物聯網項目,可以實現取電環電