輸變電線路在線監(jiān)測設備供電電源的設計分析

張志偉

國網山東省電力公司鄒城市供電公司 山東濟寧 273500

1 目前輸變電線路中監(jiān)測設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，電力服務質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)測設備應用，對于電網線路運行狀態(tài)和故障問題進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取措施處理，減少電網故障發(fā)生。在線路在線監(jiān)測系統(tǒng)中，相關的在線監(jiān)測設備一般需要安裝在高壓現(xiàn)場，而受地理因素影響，高壓電路在線監(jiān)測設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，加強高壓端的在線設備電源供應顯得更為緊迫。在目前的輸變電線路在線監(jiān)測設備應用中，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候，能夠一邊進行太陽能蓄電，一邊進行負載供電，在沒有光照的情況下，太陽能板也可以對負載實施供電，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，因為要實現(xiàn)長效供電，因此太陽能板往往設計的比較大，給安裝帶來一定的麻煩，還會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)生器進行發(fā)光處理，借助光纖將光能傳輸?shù)礁邏憾宋恢?，高壓端的光電池可以將接收到的光能轉化為電能，實現(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，因為在一些山區(qū)和森林地帶，往往會因為設備的復雜性提升，造成能量的轉換中會存在更大的能量損失，造成轉換效率和功率降低，因此，這些供電方式對于一些野外架空線路并不實用。

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，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絕緣性、密封性等進行考慮，需要評估周圍環(huán)境影響是否達到一定水平，因此，這種供電方式也無法實現(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體電磁感應作用得到能量。因為母線中電流變化較大，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，又會導致高壓脈沖對副邊各器件帶來干擾以及損傷。針對這兩種情況，相關學者做了系列研究，但是都難以有效解決取能死區(qū)問題，因此，本文重點針對低電流狀況下的取能以及過流保護問題。

2 輸變電線路在線監(jiān)測設備供電電源的設計的有效對策

在電流互感器的取能中借助電流感應器感應取能方式進行取能，其主要取能原理是：

2.1 電流互感器中過流保護和功率調整電路

過電流保護是當電流超過預定最大值時，使保護裝置動作的一種保護方式。當流過被保護原件中的電流超過預先整定的某個數(shù)值時，保護裝置啟動，并用時限保證動作的選擇性，使斷路器跳閘或給出報警信號。在互感器的輸出位置一般不會進行電路開路，且輸出位置負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，此時的二次測電壓就會快速增長，嚴重危及互感器的安全使用，導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，互感器輸出功率計算公式如下：

在互感器的負載負荷降低時，電壓就會增長，二擋負荷增加時，電壓就會降低。在一次側電壓出現(xiàn)短路故障時，會導致瞬間電流急劇變大。二次側電壓會出現(xiàn)高壓尖脈沖現(xiàn)象，此時可以在二次側添加雙向瞬態(tài)電壓抑制器，對于線路中過多的電能進行有效吸收，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系密切，在母線停電的情況下，往往電流會變小，造成互感器的供電功率不夠，不能維持相關在線監(jiān)測設備的正常使用，因此，采用鋰電池進行備用，在出現(xiàn)停電和故障情況下，為電路提供備用電源，因為鋰電池自身具有很好的充電和放電功效，因此適用于這種線路供電備用場景。因為鋰電池自身的容量以及壽命影響因素，要想確保鋰電池在在線監(jiān)測設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工作，及時補充點亮，提升鋰電池的回收利用率。

在使用鋰電池進行供電備用的情況下，往往會采用雙鋰電池進行輪流供電，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 結語

在輸變電線路在線監(jiān)測設備供電電源的設計中，應用電流互感器進行取能，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，進一步優(yōu)化系統(tǒng)設計，做好相關的保護和調整措施，優(yōu)化設計和備用方案，切實提升輸變電線路在線監(jiān)測設備供電電源穩(wěn)定性。