電網(wǎng)開封供電公司、電網(wǎng)鶴壁供電公司研究人員秦福祥、孫麗亞在2016年第六期《電氣技術(shù)》雜志上寫道，隨著智能能源工程的推進(jìn)，對取電電源的要求也在提高。

本文開發(fā)了一種微型、大空間的電源環(huán)，以滿足網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測中設(shè)備所需的電源，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電源環(huán)容量的在線監(jiān)測。

伴隨著配電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展，智能監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，而智能測控設(shè)備在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，這使得這些智能產(chǎn)品的供電問題難以解決。

由于配電網(wǎng)中的一些監(jiān)控設(shè)備需要懸掛在架空線上，如果這些設(shè)備依靠PT供電，會帶來三個(gè)問題。，成本高。由于PT安裝的價(jià)格和相關(guān)絕緣設(shè)備的價(jià)格都很高，第二，安裝麻煩需要停電，影響負(fù)載供電的可持續(xù)性和可靠性。此外，增加PT還會增加系統(tǒng)對地面故障的隱患，這也是供電部門非常關(guān)心的一個(gè)方面。

所以我們討論了一種可以通過架空線直接取電的技術(shù)，即選擇開環(huán)感應(yīng)去電環(huán)從線路上取電，供監(jiān)控系統(tǒng)直接使用。

1電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種基于新型智能低功耗傳感器和的通信技術(shù)，通過短距離射頻通信和合適的長距離通信技術(shù)，在供電系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控中應(yīng)用新型監(jiān)控終端，隨時(shí)獲取供電系統(tǒng)的電壓、電流、功率等各種信息，隨時(shí)向監(jiān)控中心輸送這些供電系統(tǒng)信息的遠(yuǎn)程、廣泛的監(jiān)控技術(shù)。

近年來，隨著新型電子電壓和電壓互感器的出現(xiàn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，供電系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越受到人們的重視。目前，家電行業(yè)提出了智能家電的概念，相關(guān)產(chǎn)品得到了應(yīng)用和推廣。

同樣，智能輸配電設(shè)備的概念也在電力生產(chǎn)、運(yùn)營和管理領(lǐng)域提出，一些物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用。比如智能架空線路指示器和智能環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用就是這方面的一個(gè)例子。這些輕型智能監(jiān)控終端的使用使得人們對配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控越來越深入和，這些產(chǎn)品的應(yīng)用也符合我國智能能源和軟電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。

目前，PT電壓互感器、CT電壓互感器和光伏太陽能電池板是國內(nèi)外智能配網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜、分支箱等箱內(nèi)電源的主要取電方式。

1.1安裝PT供電方式

安裝PT的供電方式是指在需要用電的監(jiān)控設(shè)備的安裝位置安裝專門用于監(jiān)控系統(tǒng)的PT。一些PT將10kV甚至更多的電壓轉(zhuǎn)換為220V或100V低壓交流電，監(jiān)控終端以PT的低壓導(dǎo)出為電源工作的監(jiān)控系統(tǒng)供電方式。供電方式在中間容易保證，是目前輸電系統(tǒng)自動化裝置中的主要供電方式。

但這種供電方式存在一些缺陷:一是安裝PT需要專門的支架機(jī)構(gòu)和安裝空間，而安裝配電網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備通常安裝在現(xiàn)有的線路或配電設(shè)備上，很難保證這種安裝支架的空間;二是PT價(jià)格昂貴，有些監(jiān)控系統(tǒng)需要掛在架空線路上。絕緣設(shè)計(jì)需要在取電和供電方面進(jìn)行考慮，這增加了成本，帶來了許多技術(shù)困難。第三，增加PT會增強(qiáng)系統(tǒng)接地故障的隱患，從而降低系統(tǒng)供電的安全性能?；谝陨显?，PT采用廣泛的電源

1.2電壓互感器的供電方式

電壓互感器的供電方式是將電壓互感器的二次側(cè)改為半閉路狀態(tài)，將濾波電路連接到其斷口，并將這種導(dǎo)出能量作為監(jiān)控終端的工作電源。當(dāng)這種供電方式具有優(yōu)勢時(shí)，不需要安裝特殊的安裝機(jī)構(gòu)，占用的空間很小。如果線路在架空線上，監(jiān)控系統(tǒng)和電壓互感器可以一體化安裝。一次電路、取電設(shè)備和用電監(jiān)控終端都在高壓部分，所以絕緣成本很低。

然而，電壓互感器在取電時(shí)基于線路電流的感應(yīng)。由于線路一次側(cè)電流的變化范圍很大，電壓互感器的輸出不穩(wěn)定。當(dāng)一個(gè)線路電流很小時(shí)，輸出功率很小，可能不足以監(jiān)控終端的實(shí)用性。當(dāng)線路電流很大時(shí)，電壓互感器容易飽和，導(dǎo)致電壓互感器燒毀。因此，如何在線路電流變化很大的情況下穩(wěn)定可靠地供電，是電壓互感器供電方式中難以解決的問題。

光伏太陽能電池板的供電方式1.3

太陽能電池板是一種直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的供電設(shè)備，是近年來發(fā)展起來的一種新型供電方式。這種形式廣泛應(yīng)用于偏遠(yuǎn)山區(qū)或這些單獨(dú)的監(jiān)控設(shè)備。這種供電方式清潔無污染，電壓互感器不需要考慮絕緣問題。

然而，這種供電方式只能在白天供電，太陽能電池板的供電受天氣影響很大。一些南方山區(qū)通常持續(xù)陰雨天氣很長時(shí)間。如果這些地區(qū)的監(jiān)控終端單純使用太陽能電池板供電，往往會因?yàn)殚L時(shí)間沒有太陽而停止運(yùn)行。

2感應(yīng)取電環(huán)

2.1開環(huán)系統(tǒng)

筆者開發(fā)的感應(yīng)取電環(huán)是一種開環(huán)系統(tǒng)，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免了過去CT取電效率低、容易飽和的不足;開環(huán)是指在結(jié)構(gòu)中不選擇關(guān)閉磁路，而是選擇哈弗結(jié)構(gòu)的兩個(gè)磁芯截面不接觸，四個(gè)厚度為0.25毫米的特殊膠片貼在四個(gè)截面上，切斷磁芯接觸，兩個(gè)磁芯之間有一毫米的氣息，終形成開環(huán)的取電結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：1)削弱了一般CT傳感器渦流現(xiàn)象，解決了取電CT互感器的發(fā)熱問題;

2)磁芯截面用四個(gè)特殊膠片密封，隔離空氣和水，不會因?yàn)榻孛娓g導(dǎo)致傳統(tǒng)傳感器的取電能力下降甚至無法取電;3)如果傳統(tǒng)的CT傳感器有1毫米的氣息，根本無法獲得能量。本項(xiàng)目通過研究MTTP技術(shù)，提高了整個(gè)電路的輸出功率。

2.2MTTP技術(shù)

MTTP技術(shù)是一種算法。電纜在運(yùn)行過程中，電流會隨著負(fù)荷而大范圍波動。根據(jù)MTTP算法，可以跟蹤電纜電流的變化，從而找到功率點(diǎn)。這種算法是恒壓跟蹤法。從下圖可以看出，在一次側(cè)電流變化的情況下，在保證輸出電壓穩(wěn)定的情況下，輸出功率大。在設(shè)計(jì)中選擇MTTP算法，可以大限度地保證取電功率，提高一次電流的能量傳遞效率。

2.3感應(yīng)取電環(huán)原理概述

采用開環(huán)感應(yīng)取電技術(shù)，通過非閉合式高壓傳感器將磁場轉(zhuǎn)化為電能，然后通過整流濾波電路將交流電轉(zhuǎn)化為DC，MTTP(大功率跟蹤)控制電路使電路在大功率點(diǎn)自動工作，使整個(gè)電路始終工作在率點(diǎn)，后通過穩(wěn)壓電路將穩(wěn)定的電壓導(dǎo)出給負(fù)載供電。

其特點(diǎn)是高壓感應(yīng)器無渦流，無發(fā)熱，不影響電纜本身的運(yùn)行，MTTP控制電路使電路始終處于功率點(diǎn)，比傳統(tǒng)CT取電效率高8-10倍。