應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置。包括設置于高壓輸電線路上的CT互感器，該CT互感器與所述風力發電機并聯連接，并經沖擊保護模塊、可控整流模塊與防反接保護電路并聯連接，并經電容C與DC/DC充電管理電路連接，防反接保護電路連接至太陽能電池板，電容C兩端還連接至卸荷器；DC/DC充電管理電路分別經第一至第三開關與潛水泵及蓄電池連接；還包括一數字控制芯片，該數字控制芯片分別與DC/DC充電管理電路的控制端、可控整流模塊的控制端、第一至第三開關的控制端及卸荷器的控制端連接。本實用新型專利技術的電路性能穩定、實用性強，具有廣泛的開發及應用前景。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置。包括設置于高壓輸電線路上的CT互感器，該CT互感器與所述風力發電機并聯連接，并經沖擊保護模塊、可控整流模塊與防反接保護電路并聯連接，并經電容C與DC/DC充電管理電路連接，防反接保護電路連接至太陽能電池板，電容C兩端還連接至卸荷器；DC/DC充電管理電路分別經第一至第三開關與潛水泵及蓄電池連接；還包括一數字控制芯片，該數字控制芯片分別與DC/DC充電管理電路的控制端、可控整流模塊的控制端、第一至第三開關的控制端及卸荷器的控制端連接。本技術的電路性能穩定、實用性強，具有廣泛的開發及應用前景?！緦＠f明】應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置
本技術涉及一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置。
技術介紹
高壓輸電線路有電纜輸電線路和架空輸電線路之分，對于埋設在地下的電纜輸電線路，其工井內部容易因汛期而造成積水，線路被水浸泡從而影響電纜設備的安全運行，通過潛水泵對工井內部的積水進行抽取排除可解決該隱患，傳統的CT感應取電利用電磁感應原理，通過電流互感器感應高壓側的電流獲取能量為潛水泵提供供電來源，但傳統CT感應取電電源主要運用于在線監測環節，其功率較小，不能直接驅動潛水泵，大功率的CT感應取電裝置對鐵芯和線圈提出巨大的挑戰，技術復雜、成本費用高；同時CT感應取電裝置容易受到電纜輸電線路電流大小的影響，當輸電電路電流不足或者發生停電的情況下，無法使潛水泵正常的工作。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種克服工井排水用的電源裝置需要更大功率，且在電流互感器一次側電流不足或者斷電的情況下通過蓄電池對排水用的抽水泵進行供電的應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置。 為實現上述目的，本技術的技術方案是:一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置，包括設置于高壓輸電線路上的CT互感器、太陽能電池板、風力發電機、卸荷器、沖擊保護模塊、防反接保護電路、可控整流模塊、DC/DC充電管理電路、蓄電池、潛水泵、數字控制芯片、第一至第三開關和電容C ;所述CT互感器與所述風力發電機并聯連接，并經所述沖擊保護模塊、可控整流模塊和電容C與所述DC/DC充電管理電路連接，所述電容C還經所述防反接保護電路連接至所述太陽能電池板，所述電容C兩端還連接至所述卸荷器，所述電容C的其中一端接地；所述DC/DC充電管理電路的第一輸出端與第一開關的一端、第二開關的一端及第三開關的一端連接，所述第一開關的另一端與所述第二開關的另一端連接至所述蓄電池的一端，所述第三開關的另一端與所述潛水泵的一端連接，所述DC/DC充電管理電路的第二輸出端與所述潛水泵的另一端及所述蓄電池的另一端連接；所述數字控制芯片分別與所述DC/DC充電管理電路的控制端、所述可控整流模塊的控制端、所述第一至第三開關的控制端及所述卸荷器的控制端連接。 在本技術實施例中，所述DC/DC充電管理電路采用隔離型DC/DC變換器。 在本技術實施例中，所述DC/DC充電管理電路采用非隔離型DC/DC變換器。 在本技術實施例中，所述可控整流電路包括晶閘管、整流橋和電容Cl ;所述晶閘管的兩端與所述沖擊保護模塊的兩輸出端連接，所述晶閘管的兩端還連接至所述整流橋的兩輸入端，所述整流橋的兩輸出端連接至所述電容Cl的兩端。 相較于現有技術，本技術具有以下有益效果: 本技術通過沖擊保護電路，有效保護了感應電源裝置及后方潛水泵、蓄電池等負載的安全；使用CT互感器、風能、太陽能對蓄電池進行智能充電，并將多余的熱量以熱能的形式釋放，從而保護蓄電池不因過壓而損壞，還可以實現蓄電池的浮充功能，最大限度的利用太陽能和風能；蓄電池保證了高壓電纜線路發生斷電或者電流不足時，潛水泵的正常運行；采用數字控制芯片實現電路的控制，有利于后續如工井內環境(溫度、濕度等)采集、GPRS數據傳輸等功能的擴展；所設計電路性能穩定、實用性強，具有廣泛的開發及應用前景。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置的電路結構示意框圖。 圖2是本技術可控硅整流電路圖。 圖3是本技術卸荷器控制電路圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖，對本技術的技術方案進行具體說明。 如圖1所示，本技術的一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置，包括三路CT互感器和風光互補發電系統、防反接電路模塊、沖擊保護模塊、卸荷裝置模塊、可控制整流模塊、DC/DC充電管理電路、蓄電池、潛水泵、數字控制芯片及各個開關(S2、S3、S4)等。CT互感器卡在高壓電纜輸電線路上與風力發電機并聯且依次通過沖擊保護電路、可控整流電路與太陽能發電系統中的防反接保護電路并聯得到直流電壓U1，數字控制芯片采集DC/DC充電管理電路輸電端電壓Uo及電流12、14，通過Uo和12控制DC/DC充電管理電路中的PWM信號，從而控制蓄電池進行三段式充電。另一方面，數字控制芯片根據檢測到的Uo和12情況進行相關處理，若蓄電池過壓，數字控制芯片就輸出PWM信號給卸荷裝置，將多余的熱量以熱能的形式釋放，從而保護蓄電池，還可以實現蓄電池的浮充功能，延長蓄電池使用壽命。蓄電池充滿電后可通過斷開開關S2。當高壓電纜線路發生斷電或者電流不足時，打開蓄電池后端的開關S3，由蓄電池和風光互補系統為潛水泵提供能量，積水排出后可斷開開關S4以關閉潛水泵。 所述DC/DC充電管理電路采用隔離型DC/DC變換器或非隔離型DC/DC變換器；隔離型DC/DC功率變換器拓撲為反激式、正激式、半橋式、全橋式電路；非隔離型DC/DC功率變換器拓撲為BUCK、BOOST、BUCK-B00ST、CUK, SEPIC、ZETA電路，電路的選擇取決于對功率等級、輸入和輸出的電壓關系等的要求。 其中可控整流電路如圖2所示，可控整流電路包括由四個二極管構成的整流回路和由一個雙向晶閘管構成的旁路回路。其工作原理為:數字控制芯片采樣整流橋后的母線電壓Ul并進行判斷，當電壓Ul高于設定的上限值時，觸發雙向晶閘管SCR1，二次側電流被雙向晶閘管SCRl短路形成旁路回路，隨著電容Cl儲存的能量不斷向負載釋放，兩端電壓Ul不斷下降，當其值低于設定的下限值時，關閉雙向晶閘管SCR1，此時二次側電流通過整流回路向電容Cl充電，同時為后級負載提供能量。通過控制雙向晶閘管SCRl的通斷，以此控制整流回路和芳路回路的比例，進而使母線電壓Ul穩定在一定的范圍內。 其中卸荷器控制電路如圖3所示，控制電路采用PI調節器的卸荷電路控制方法。采用直流側電壓作為判據，對直流側電壓的偏差進行PI調節，控制卸荷電路中功率器件的導通占空比。 卸荷控制器電路基于IGBT的功率調節方式，它以IGBT作為開關。通過控制芯片給IGBT輸出一定占空比方波信號來控制IGBT的關斷。由于占空比可由控制器調節在O—100%的范圍內變化，所以該方式可實現功率連續調節。又由于控制芯片的時鐘周期很短，頻率很快，且IGBT具有快速通斷的特性，所以卸荷器響應時間很短。 以上是本技術的較佳實施例，凡依本技術技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本技術技術方案的范圍時，均本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于電纜工井排水的新型取電電源裝置，其特征在于：包括設置于高壓輸電線路上的CT互感器、太陽能電池板、風力發電機、卸荷器、沖擊保護模塊、防反接保護電路、可控整流模塊、DC/DC充電管理電路、蓄電池、潛水泵、數字控制芯片、第一至第三開關和電容C；所述CT互感器與所述風力發電機并聯連接，并經所述沖擊保護模塊、可控整流模塊和電容C與所述DC/DC充電管理電路連接，所述電容C還經所述防反接保護電路連接至所述太陽能電池板，所述電容C兩端還連接至所述卸荷器，所述電容C的其中一端接地；所述DC/DC充電管理電路的第一輸出端與第一開關的一端、第二開關的一端及第三開關的一端連接，所述第一開關的另一端與所述第二開關的另一端連接至所述蓄電池的一端，所述第三開關的另一端與所述潛水泵的一端連接，所述DC/DC充電管理電路的第二輸出端與所述潛水泵的另一端及所述蓄電池的另一端連接；所述數字控制芯片分別與所述DC/DC充電管理電路的控制端、所述可控整流模塊的控制端、所述第一至第三開關的控制端及所述卸荷器的控制端連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王武，徐質彬，蔡逢煌，吳志成，林添進，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：新型
國別省市：福建;35