輸變電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備供電電源的設(shè)計(jì)分析

張志偉

國網(wǎng)山東省電力公司鄒城市供電公司 山東濟(jì)寧 273500

1 目前輸變電線路中監(jiān)測(cè)設(shè)備的主要供電電源方式

現(xiàn)階段，電力行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)向著高電壓、大容量的方向發(fā)展，電力服務(wù)質(zhì)量隨著客戶需求也在不斷提升。因此，在輸變電線路中，往往借助在線監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)用，對(duì)于電網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài)和故障問題進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取措施處理，減少電網(wǎng)故障發(fā)生。在線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，相關(guān)的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備一般需要安裝在高壓現(xiàn)場(chǎng)，而受地理因素影響，高壓電路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備電源一般低壓端難以供給，而隨著目前高壓電路的不斷增多，加強(qiáng)高壓端的在線設(shè)備電源供應(yīng)顯得更為緊迫。在目前的輸變電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)用中，采用較多的供電方式包括太陽能板供電、母線供電、電流互感器供電以及激光供電。

1.1 太陽能板供電

太陽能板在有陽光照射的時(shí)候，能夠一邊進(jìn)行太陽能蓄電，一邊進(jìn)行負(fù)載供電，在沒有光照的情況下，太陽能板也可以對(duì)負(fù)載實(shí)施供電，這種供電方式受到太陽能板的輸出功率以及太陽能板面積影響，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)長效供電，因此太陽能板往往設(shè)計(jì)的比較大，給安裝帶來一定的麻煩，還會(huì)受到氣候因素的較大影響，尤其是在多雨的南方地區(qū)不適用。

1.2 激光供電

這種供電方式主要是在低壓端采用大功率激光發(fā)生器進(jìn)行發(fā)光處理，借助光纖將光能傳輸?shù)礁邏憾宋恢茫邏憾说墓怆姵乜梢詫⒔邮盏降墓饽苻D(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)供電作用。使用這種供電方式往往需要考慮滴露條件因素，因?yàn)樵谝恍┥絽^(qū)和森林地帶，往往會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的復(fù)雜性提升，造成能量的轉(zhuǎn)換中會(huì)存在更大的能量損失，造成轉(zhuǎn)換效率和功率降低，因此，這些供電方式對(duì)于一些野外架空線路并不實(shí)用。

1.3 母線供電

在高壓母線周邊有很多徑向分布的交變電場(chǎng)，借助環(huán)周空間分布，采取電容分壓的方式能夠有效截獲電能，但是使用這種供電方式往往要對(duì)絕緣性、密封性等進(jìn)行考慮，需要評(píng)估周圍環(huán)境影響是否達(dá)到一定水平，因此，這種供電方式也無法實(shí)現(xiàn)廣泛使用。

1.4 電流互感器供電

這是一種比較新型的供電方式。如從母線上采用電流互感器取能，可以借助母線外套磁導(dǎo)體電磁感應(yīng)作用得到能量。因?yàn)槟妇€中電流變化較大，在利用電流互感器取能的過程中需要注意在一次電流較低的情況下，就無法獲取足夠的能量，互感器中留有取能死區(qū)，而在一次電流過大的情況下，又會(huì)導(dǎo)致高壓脈沖對(duì)副邊各器件帶來干擾以及損傷。針對(duì)這兩種情況，相關(guān)學(xué)者做了系列研究，但是都難以有效解決取能死區(qū)問題，因此，本文重點(diǎn)針對(duì)低電流狀況下的取能以及過流保護(hù)問題。

2 輸變電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備供電電源的設(shè)計(jì)的有效對(duì)策

在電流互感器的取能中借助電流感應(yīng)器感應(yīng)取能方式進(jìn)行取能，其主要取能原理是：

2.1 電流互感器中過流保護(hù)和功率調(diào)整電路

過電流保護(hù)是當(dāng)電流超過預(yù)定最大值時(shí)，使保護(hù)裝置動(dòng)作的一種保護(hù)方式。當(dāng)流過被保護(hù)原件中的電流超過預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)，保護(hù)裝置啟動(dòng)，并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)。在互感器的輸出位置一般不會(huì)進(jìn)行電路開路，且輸出位置負(fù)載的功率也不是一直不變的，是由變化的。如果傳感器的輸出端口發(fā)生斷開，此時(shí)的二次測(cè)電壓就會(huì)快速增長，嚴(yán)重危及互感器的安全使用，導(dǎo)致互感器的燒毀和爆炸現(xiàn)象發(fā)生，所以，在互感器接入壓控電阻的情況下，互感器輸出功率計(jì)算公式如下：

在互感器的負(fù)載負(fù)荷降低時(shí)，電壓就會(huì)增長，二擋負(fù)荷增加時(shí)，電壓就會(huì)降低。在一次側(cè)電壓出現(xiàn)短路故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致瞬間電流急劇變大。二次側(cè)電壓會(huì)出現(xiàn)高壓尖脈沖現(xiàn)象，此時(shí)可以在二次側(cè)添加雙向瞬態(tài)電壓抑制器，對(duì)于線路中過多的電能進(jìn)行有效吸收，確保電流正常。

2.2 鋰電池放電原理

電流互感器與母線的關(guān)系密切，在母線停電的情況下，往往電流會(huì)變小，造成互感器的供電功率不夠，不能維持相關(guān)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常使用，因此，采用鋰電池進(jìn)行備用，在出現(xiàn)停電和故障情況下，為電路提供備用電源，因?yàn)殇囯姵刈陨砭哂泻芎玫某潆姾头烹姽πВ虼诉m用于這種線路供電備用場(chǎng)景。因?yàn)殇囯姵刈陨淼娜萘恳约皦勖绊懸蛩兀氪_保鋰電池在在線監(jiān)測(cè)設(shè)備供電中的有效作用發(fā)揮，必須要做好電池的檢查和電壓檢測(cè)工作，及時(shí)補(bǔ)充點(diǎn)亮，提升鋰電池的回收利用率。

在使用鋰電池進(jìn)行供電備用的情況下，往往會(huì)采用雙鋰電池進(jìn)行輪流供電，防止電池出現(xiàn)問題。這種雙鋰電池的交替使用能夠有效提升電池的使用效率，減少放電次數(shù)，還能有效延長電池使用壽命。

3 結(jié)語

在輸變電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備供電電源的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用電流互感器進(jìn)行取能，能夠發(fā)揮較好的供電效果，需要在使用這種供電方式的過程中，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，做好相關(guān)的保護(hù)和調(diào)整措施，優(yōu)化設(shè)計(jì)和備用方案，切實(shí)提升輸變電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備供電電源穩(wěn)定性。