一种220kV及以下电压电缆智能感应取电供能装置的制作方法

本实用新型属于输电线路感应取电技术领域，尤其涉及一种220kV及以下电压电缆智能感应取电供能装置。

背景技术：

为了保障电力系统一次设备的正常运行，供电企业配置了众多的监测装置，针对电缆及其环境的状态监测和预警装置就是其中一种。电缆及其环境监测预警装置受其安装环境限制，常规方法取电困难且不现实。为解决取电供能问题，提出基于CT感应原理的取电方案，并研制相关设备。现有的CT取电供能装置主要存在以下问题：

CT整流模块设计模式存在不足，受电缆运行电流大小及取能转化效率的影响，供能功率（电流、电压）变化较大，电缆负载高峰阶段供能过剩，负载低谷阶段供能不足，无法保障电缆及其环境监测装置的稳定运行。

为解决供能稳定性这一问题，采取蓄电池单元，供能过剩时向蓄电池充电，供能不足时由蓄电池联合供能或蓄电池独立供能。蓄电池方案虽然可以有效辅助解决供能不稳的问题，但是额外增加初始投入成本，且控制策略更为复杂，而且需要进行电池管理，目前国际国内的电池管理BMS系统尚没有特别完善，因此导致取电供能装置整体的可靠性降低。另外，常规蓄电池技术虽然成熟，但是不环保，体积大，新型蓄电池虽然体积小，但是技术不够完善，容易发生事故，存在安全隐患，造成严重后果。此外，蓄电池有寿命周期，需要定期更换，增加运维成本。

CT取电线圈参数选型，常规的做法是根据电缆的历史负载电流区间来选择相应的CT，启动电流和峰值电流明显受限，而电缆负载电流受用户侧负载决定，负载电流大小变化具备较大的随机性，因此必然存在CT取电线圈低电流无法取电或高电流损毁或保护的现象。

CT取电线圈供电稳定性，是影响取电供能装置的重要问题，现有取电功能装置一般都采用单CT或主备双CT及其配套单整流模块或双整流模块，一旦取电供能装置投入使用，CT线圈都处于运行状态，不能根据负载侧所需电流的大小调节使用，无法实现供能装置的有效取能与实时热备用，可靠性较低。

单一输出电压设计模式，现有取电供能装置均为单一输出电压设计，因此对电缆及其环境监测预警装置主机或需要额外供电的传感器提出运行电压一致性要求，不能满足不同负载对于电压的多样化需求，适用性欠佳，且现有技术中并没有公开检测输电线断股的情况。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的上述不足，本实用新型提出了一种220kV及以下电压电缆智能感应取电供能装置，本实用新型使用方便、维护费用极低、劳动强度小、安全系数高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种220kV及以下电压电缆智能感应取电供能装置，包括门字形架，所述门字形架内设有驱动导线轮，所述驱动导线轮的轴与门字形架一侧的驱动电机的转轴连接，所述门字形架内设有滑杆，所述滑杆上端设有转动连接的从动导线轮，所述门字形架下设有用于顶紧导线的螺杆，所述门字形架两侧均设有供导线穿过的CT取电装置，所述CT取电装置一侧设有供导线穿过的便携式X光机。

所述便携式X光机与可编程控制器连接，所述可编程控制器连接有无线数传模块，将便携式X光机照射的图像传输后台，后台工作人员从显示器观察导线的状况，若断股通知检修人员维修。

便携式X机采用威海艾提夫医用便携式x射线机。

本发明主要针对以上两点对现有电缆取电供能技术进行改进和创新，研制一种适用于220kV及以下电压电缆的智能感应取电供能系统（装置），该装置采用多CT线圈设计，可以采用两个CT取电装置，供电稳定性好，使得供电电流实时匹配负载侧的用电需求。各个CT线圈独立设计，延长了该取电装置的使用寿命。同时，该装置改变了以往CT取能装置的单一电压输出模式，能适应多电压输出的需求。

a)采取多CT取电线圈设计，通过主控模块设定常用CT和备用CT，备用CT始终处于热备用状态。

b)主控单元采取CT参数独立配置设计，以便主控单元优化决策控制策略（投入和退出）。

c)采取多整流模块组合设计，由主控单元自动分配给CT取电线圈配合运行。

d)CT取能线圈和整流模块采取各自独立设计，任一单体损坏，不影响整体取电功能系统（装置）运行。

e)CT取电线圈和整流模组投入采用负载均衡机制，保证投入的合理性，避免单一个体长期运行带来的电损伤和机械损伤，提高取电供能装置的可靠性，延长使用寿命。

f)采用RS232/485通讯接口设计，可外接标准透传模式的GPRS模块，规约支持CDT和远动101，方便集成到第三发平台。

g)供能模块采取5/12/24V三种不同输出电压设计，可自定义恒压、恒流、自适应模式，方便为不同使用需要提供电能。

h)支持选配储能单元。主控单元采集储能单元运行数据，实现电池管理BMS，支持参数设定（包括容量、充电平台电压、放电平台电压、蓄电池类型），保证储能单元（蓄电池）可靠运行。

i)主控单元外接模块及整流模组状态监测及保护设计，采集CT取电线圈、储能单元（如有）和整流模块运行数据，判断其运行状态，如运行异常，自动闭锁退出运行，并通过告警模块发出警报（显示模块显示，或者额外配置标准透传模式的GPRS模块上传告警信号给第三方平台），由人工处理并确认后解除保护。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型主视的结构示意图；

图2是本实用新型侧视的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一

如图1、2所示，一种220kV及以下电压电缆智能感应取电供能装置，包括门字形架1，所述门字形架内设有驱动导线轮2，所述驱动导线轮的轴与门字形架一侧的驱动电机3的转轴连接，所述门字形架内设有滑杆，所述滑杆7上端设有转动连接的从动导线轮6，所述门字形架下设有用于顶紧导线的螺杆8，所述门字形架两侧均设有供导线穿过的CT取电装置10，所述CT取电装置一侧设有供导线穿过的便携式X光机9，所述门字形架1一侧设有开口5。使用时将导线将门字形架卡在导线上，驱动导线轮位于导线上，拧紧螺杆，滑杆向上移动将从动导线轮压在导线上，可编程控制器控制驱动电机工作，驱动电机带动驱动导线轮转动，带动门字形架在导线上移动，便携式X光机工作，所述便携式X光机与可编程控制器连接，所述可编程控制器连接有无线数传模块，将便携式X光机照射的图像传输后台，后台工作人员从显示器观察导线的状况，若断股通知检修人员维修。

便携式X机采用威海艾提夫医用便携式x射线机。CT取电装置也可以采用市场长销售的。

CT取电装置包括CT取电线圈、取电供能控制器和储能单元。

CT取电线圈兼容现有常规产品，建议配置防开路设计。

取电供能控制器由数据采集单模块、主控模块、整流模块、供能模块、显示模块和存储模块（Flash）组成，提供RS232/485通讯接口，支持CDT和远动101规约。

储能单元（如有）由充电保护模块（建议配置）和蓄电池组成。

主控单元采取64位高速处理器，控制程序采用Qt跨平台编程工具开发。

流程原理如下：

a)主控单元配置CT取电线圈参数和储能单元参数（如有），配置取供比（取电／供能，常系数，默认1.1，可自定义），供能输出模式（横流、恒牙、自适应，可自定义），默认保护策略无需修改；

b)数据采集单元采集外部数据，包括：CT取电线圈参数、负载和储能单元（如有）运行数据，传输给主控单元；

c)主控单元接收数据采集单元上传数据，采集整流模块群组运行数据——评估CT取电线圈、整流模块、储能单元状态，得出可控对象并建立序列——预测CT取电线圈、负载、储能单元（如有）变化趋势——优化决策控制策略（CT取电线圈和整流模组投入／退出、供能模块输出控制、储能单元联合供能策略）；

d)整流模块群组及供能输出模块执行策略。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述，以说明本实用新型的原理和应用，但应该理解，本实用新型可以在不偏离这些原理的基础上用其它方式来实现。