电力线感应取电电磁仿真与实现开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

电能给我们的生活带来的许多的便捷之处,如今几乎每个人的生活中都离不开电力,因此保障供电系统的正常运行是十分重要的。出现故障的供电系统如果得不到及时发现和补救,就会对其供电地区造成很大的损失。因此很多国家都进行了智能电网的改革,我国也提出“以特高压电网为骨干网络、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。”电网智能化的实现离不开配电网中的智能监测监控设备的应用,通常智能监测监控设备要求的电压不高,采用低压直流供电,而且要求具有较高的稳定性和绝缘性,如配电网供电线路中故障检测定位装置,高压开关柜测温系统,电力参数监测系统,电子式电流互感器,导线温度监测装置等。这些设备目前多采用电池供电,这样的方式虽然稳定,但供电时间有限,对装置的功率限制较大,不利于设备大范围的使用。同时在野外、山区等偏僻、交通不便的地方,线路电池更换不便。因此,设计一种能代替电池、在与一次系统保持很好的电气隔离的情况下从一次侧获取能量的电源成为智能电网,智能监测设备供电一直是制约智能电网发展的一个突出问题。

配电网智能设备取能电源要求在一次侧电流较小、短路及雷击时能够稳定的供能。通过材料的选择、电路布局设计等实现较小的启动电流,增大工作范围。同时装置需要合理的电路设计,掌控各种工作模式的切换。对于能量的获取及存储有多种方式,如互感器取能,锂电池储能,补偿线圈泄放能量等。最后通过直流变换将电流转换为合适的等级,供后续电路使用。现有的智能监测设备供电方式主要有电池供电、太阳能供电、分压电容取电法、激光供能法和感应取电法等。

利用太阳能对配电网装置进行供电的技术已经较为成熟,在一些情况下已经有应用实例,例如气象局监测降雨量设备供电、监控摄像头太阳能供电、光电式电流互感器高压侧供电等,太阳能供电方式清洁无污染、可再生,符合智能电网的要求。但是从该方式实现的角度分析,太阳能供电的方式使整个装备沉重、安装较为繁琐,工作量较大而且太阳能电池板易受天气、环境温度、昼夜的影响,不能保证随时随地的标准电压的供给,带负载能力有限;需要长期的维护,耗费人力。此外,蓄电池的寿命、电池板的面积都会影响到太阳能供电的功率,这些都导致了太阳能供电方式应用的局限性。

分压电容取电法利用高压导线和均压环、均压环对地的分布电容来获取电能,电容分压器取能电路简单,易于实现。在额定条件下,获取能量利用的是电容电流,主要取决于电容C的大小。

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