电缆分布式监测装置取能电源的研究.pdf

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1、第49卷第8期电力电子技术Vo1．49．No．82015年8月PowerElectronicsAug．2015电缆分布式监测装置取能电源的研究段建东，叶兵，张青山，张宏光(1．西安理工大学，电气工程系，陕西西安710048；2．国网陕西省电力公司榆林供电公司。陕西榆林719000)摘要：此处研究了一种基于电磁感应原理的取能电源。首先采用特殊磁性材料制成取能单元，电力电缆穿过取能单元；其次通过能量管理单元经整流、滤波、DC／DC变换将取能单元输出的交流电能变成5V；为解决传统取能电源的死区问题，引入锂离子电池作为备用单元；最后，基于STC15F2K60S单片机设计的电源管

2、理单元，通过监测电池电压和输出电压来合理分配能量管理单元和备用单元作为输出的工作次序。关键词：电源；分布式；电源管理单元中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)08-0063—03StudyofInductionPowerSupplyforDistributedCableMonitoringDevicesDUANJian—dong!，YEBing，ZHANGQing-shan，ZHANGHong—guang(1．Xi’∞UniversityofTechnology，Xi’吼710048，China)Abstract：Aninductio

3、npowersupplyschemebasedontheprincipleofelectromagneticisstudied．Firstly，8／1inductionunitismadebythespecialmagnetismmaterialandpassedthroughbycables．ThentheACoutputenergyfromtheinductionunitisrectified，filteredbytheenergymanagementunit，andtransformedto5VbyDC／DCdevice．Lithiumionbatteryisus

4、edasthebackupunittoeliminatedeadzonewhichexistingintraditionalinductionpowersupply．Fi—nally，apowermanagementunitbasedonSTC15F2K60Sdecidestheenergymanagementunitorthebackupunittobetheultimateoutputthroughdetectingbatteryvoltageandoutputvoltage．Keywords：powersupply；distributed；powersupplym

5、anagementunitFoundationProject：SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50707026)；LocalServiceIn—dustrializationSpecialPlanofShaanxiEducationDepartment(No．2013JC24、；Xi’anScience＆TechnologyPlanningProgram(No．CXY1441)1引言2取能电源结构研究为提高城市供电的可靠性，减少停电带来的取能电源整体结构框图如图1所示。经济损失。越来越多的

6、电缆状态量被在线监测，如电缆的温度、绝缘、火灾、防盗等[1]。由于电力电缆线路长，分布范围广，缺乏可用的低压电源，因此分布式监测装置的电源供给成为研究重点【。常用的电力在线监测供电方式有太阳能供电、风力发电供电、蓄电池供电、电容分压供电、电磁感应i垂充电电路取能供电等方式【3_们，但均存在不足。在此研究了一种用于电力电缆分布式监测装置的较大功率取能电源。该电源从传统取能电源的不足出发，分别图1取能电源结构框图Fig．1Structurediagramoftheinductionpowersupply对饱和问题、死区问题、功率问题和热耗问题进行探究．并进行了大量实验的测试

7、与验证。取能单元采用特制的铁心．有效地解决了饱和问题：能量管理单元的特殊电路设计，可以提高基金项目：国家自然科学基金项目(50707026)；陕西省教电源的功率，同时减少热损耗；备用单元由锂电池育厅服务地方产业化专项计划(2013JC24)；西安市科技计和外围电路组成，可以解决死区问题；电源管理单划项目(CXY1441)定稿日期：20l4一l2—03元则是整个电源的控制核心。作者简介：段建东(1973一)，男，湖南武冈人，博士，教授，首先。取能单元利用电磁感应原理从电缆中研究方向为电气设备在线监测、保护、控制。获取能量．获取的能量经过能量