一种宽电流工作范围的CT取能电源设计方法

卢治江 王玮 徐丙垠 梁栋 高田玮

摘  要： 针对利用CT从母线取能的电源设计中存在的小电流时供电死区和大电流时电源发热的矛盾问题，文中提出一种宽电流工作范围的CT取能电源设计方法。在小母线电流时使铁芯以最大功率输出实现了铁芯体积的最小化，在大母线电流时通过铁芯的功率输出导通角的自适应控制，实现了电源电路对铁芯输出功率的控制，从而很好地避免了电源发热。建立CT取能的等效模型，给出该电源方案的详细设计。实测结果表明，该电源在20～1 000 A的母线电流范围下，可稳定提供5 W功率输出，且电源在大母线电流时也无明显发热现象，验证了所提方法的有效性。

关键词： CT取能系统; 电源设计; 等效模型建立; 功率输出控制; 自适应控制; 实验测试

中图分类号： TN86?34; TM727                   文献标识码： A                       文章编号： 1004?373X（2020）06?0124?05

A design method of CT draw?out energy power supply with wide operating range current

LU Zhijiang， WANG Wei， XU Bingyin， LIANG Dong， GAO Tianwei

（School of Electrical and Electronic Engineering， Shandong University of Technology， Zibo 255049， China）

Abstract： In allusion to the problems existing in the power supply design of CT draw?out energy from bus， i.e. there is powered dead zone at small currents and power supply occurs in heating phenomenon at large currents， a design method of CT draw?out energy power supply with wide operating range current is proposed. At small bus currents， the volume minimization of iron core with the maximum power output is realized. At large bus currents， the power supply circuit can control the output power of the iron core by means of the adaptive control of the power output conduction angle of the iron core， so as to avoid the heating of the power supply. The equivalent model of CT draw?out energy is built， and the detailed design of the power supply is given. The actual measured results show that the power supply can stably provide 5 W power output in the bus current range of 20～1 000 A， and has no obvious heating phenomenon when the bus current is large， which verifies the effectiveness of this method.

Keywords： CT draw?out energy system; power supply design; equivalent model building; power output control; adaptive control; experimental testing

0  引  言

随着电力行业对供电可靠性要求的不断提高，输电线路在线监测技术得到了越来越广泛的应用[1?2]，例如输电线路绝缘子污秽监测、绝缘子泄漏电流监测、覆冰监测、分布式行波测距等。由于输电线路在线监测设备长期工作在野外，其电源一般不能由低压侧直接供给，因此电源技术成为制约其发展和应用的关键技术之一。

常用的在线取能方式有太阳能板供能、激光供能、分压电容器取能、利用CT从母线取能等[1]。上述各种方式中，利用CT从母线取能的方式具有可靠性高、寿命长、电源体积小、结构紧凑、绝缘封装简单、使用安全等优点，因此该方式也成为目前实用化程度最高的取能方式[3?6]。……