基于无线传输的输电线路感应取能供电装置设计.pdf
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1、Microcomputer Applications Vol.39,No.9,2023文章编号:10 0 7-7 57 X(2 0 2 3)0 9-0 0 35-0 3摘要:监测输电线路运行状态是保障输电线路正常运行的重要环节,但输电线路多位于野外,如何为监测设备提供电源成了保障架空输电线路长期稳定运行的关键。设计一套针对110 kV输电线路的感应取电无线传输供电装置。该装置通过感应取电装置在输电线路上直接获取电能,通过无线传输技术传输至监测装置和电子设备为其提供电源,保证输电线路各类监测设备正常运行。关键词:感应取电;无线传输;取能线圈;输电线路;电磁感应中图分类号:TN92Design o
2、f Inductive Energy Extraction Device for Transmission LineWANG Jian,GU Zheyi,WANG Xiaolong,JIA Laiqiang,ZHANG Tianyi,YANG Kang(Lanzhou Power Supply Company of State Grid Gansu Electric Power Company,Lanzhou 73oooo,China)Abstract:Monitoring the operation status of transmission lines is an important p
3、art of ensuring the normal operation of trans-mission lines,but transmission lines are mostly located in the field,and how to provide power for monitoring equipment has be-come the key to ensuring the long-term stable operation of overhead transmission lines.Design a set of inductive power takingwir
4、eless transmission power supply device for 11o kV transmission line.The device directly obtains electric energy on thetransmission line through the induction power extraction device,and transmits it to the monitoring device and electronic equip-ment to provide power supply through wireless transmiss
5、ion technology to ensure the normal operation of various monitoringequipment of the transmission line.Key words:induction power;wireless transmission;energy harvesting coil;transmission line;electromagnetic induction0引言国内外专家对架空输电线路在线设备供电方式展开了较多研究,例如采用太阳能十蓄电池供能的方式!。但太阳能供电自身的缺陷(光照强度、环境因素等)以及光伏板随着集尘增加导
6、致效率不断降低,使得供电质量较低且后期维护困难。微波供能方式作为一种无线电力传输的方法 2 ,因微波在输出的过程中易受到在线设备正常运行时产生的干扰信号影响,对供电装置的信号处理过程要求较高,制作成本较大,缺乏经济性。电容分压器3 供电通过将输人电压进行不同比例的分压的电路配置,通过适当选择电容器的容值比例,可以实现所需的电压分配。但该方式的供能极其依赖于输电线路上电流的大小,且由于其需直接与高压母线连接,对系统绝缘要求较高。基金项目:湖北省科技计划项目技术创新专项重大项目(2 0 16 AAA040)作者简介:王健(197 9一),男,硕士,高级工程师,研究方向为电网现代设备体系管理;顾哲屹
7、(1991一),男,硕士,工程师,研究方向为无线电能传输系统前端应用;王小龙(198 9一),男,硕士,工程师,研究方向为智能输电系统运维管理;贾来强(1993一),男,本科,工程师,研究方向为输电线路检修技术;张天毅(1990 一),男,硕士,工程师,研究方向为大数据分析技术及应用;杨康(198 9一),男,硕士,工程师,研究方向为电力系统实用电路设计。基金项目基于无线传输的输电线路感应取能供电装置设计王健,顾哲屹,王小龙,贾来强,张天毅,杨康(国网甘肃省电力公司兰州供电公司,甘肃,兰州7 30 0 0 0)文献标志码:ABased on Wireless Transmission1装置总体
8、组成本文所设计装置由取能和传输装置两部分组成,主要由感应取能模块、无线传输模块(包括发射端和接收端)以及电路模块等3部分组成,其系统电路如图1所示。感应取能模块具体由取能线圈和铁芯组成,将输电线路电能获取至无线传输模块发射端;发射端和接收端主要由串联电容及电感组成,将感应取能装置获取电能传输至各类监测设备;电路模块主要对取能、无线传输过程中电流进行整35微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第9 期为了保障110 kV架空输电线路能够稳定可靠地运行,本文利用电磁感应取电的方式 4-6 ,设计一套感应取电无线传输装置。基于电磁感应原理,首先通过取能线圈获取输电线路上电动势,然后通过无线电能传输线
9、圈将电动势传至各类监测设备,为其提供电能。INOUTMicrocomputer Applications Vol.39,No.9,2023流、滤波、稳压等,为监测设备提高高质量、稳定的电源。2感应取能铁芯和取能线圈的设计2.1取能铁芯材料的选择目前,感应取能装置中常用的磁性材料主要包括钕铁硼、铁、钻、镍及其合金。磁性材料根据其磁性特性可以分为软磁性材料和硬磁性材料两大类。软磁性材料具有高导磁率和低矫顽力的特点,主要用于电感器、变压器、电动机等电子设备中,能够有效地吸收和传导磁场,并在外加磁场作用下产生较小的磁滞损耗,常见的软磁性材料包括铁氧体、硅钢等;硬磁性材料具有较高的剩磁和矫顽力,能够持久
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