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CT取电装置设备下取能互感器取电模块以及储能容量

作者:嘉创达电源科技 时间:2018-05-24 09:43   

CT取电装置设备下取能互感器取电模块以及储能容量
 
 

前已述及,供电电源是影响故障指示器终端在线率很重要的因素,尤其是采用CT取电供电模式时,因一次电流大小随负载的变化而随机波动,导致能量源头的供应具有较大的不确定性,因此如何配置取能互感器、取电模块和后备储能容量,是能否充分利用设备投资、最大限度的保障负载持续供电的关键。
 
1、  CT取电原理介绍图


  如图所示,一次电流穿过取能互感器,并在取电互感器的二次侧感应出二次电流,二次电流经取电模块转换成低压直流电能,该部分电能一方面供应故指终端负载,同时也将多余电能存储在储能电容中,当一次电流较小取电模块所取电能不足以供应故指终端负载时,储能电容释放电能予以补充。
 
2、可取电能计算
         取能互感器的工作原理与变压器的原理相同,均满足电磁感应定律。一次电流I的一部分分量I0用于对取能互感器励磁,即类似于变压器的铁芯损耗;另一部分分量电流I1则在二次侧反电动势的作用下形成二次侧电流,传导电能到二次侧负载(忽略线圈电阻形成的铜损及涡流损耗等),其电流分量的关系式满足:
             
         忽略电磁传导过程中的非线性因素(经推导和测试验证表明,在工程估算中忽略其非线性因素是可行的),CT取电模式下的取能功率P0可用如下经验公示表达:

其中k:功流转换系数,与取能互感器参数有关。
      在固定周期T内,从一次侧电流中可以取能的总能量为:

3、  终端负载功率
终端负载功率随着程序运行状况而波动,但在程序任务确定的情况下,其在周期内的平均功率相对恒定,即表现为一个恒定功率为PL的负载,其在固定周期T内,所需的总能量WL为:
                
         可以理解,在固定周期T内,只有在W0>WL的情况下,才有可能实现故指终端的持续在线运行。选择功耗PL较小的故障指示器终端,有利于延长其在线工作时间,但由于计算芯片和工作任务的限制,降低PL的措施有限,更多时候需要在增大取能功率P0上想办法。
增大取能功率P0只有两个途径,即提高一次侧电流I和提高CT取电模式下的功流转换系数k。将取能互感器安装在平均一次负荷较大的支路(如环网柜进线侧)有利于提高一次电流I水平;提高CT取电模式下的功流转换系数k,往往需要选择较好的取能互感器(如铁芯具有较好的导磁性能和较大的有效截面积、合理的绕组匝比和线径等),在现场安装空间有限的情况下,也可选择双取能互感器输入的模式提升功流转换水平。