张杰
国网平度市供电公司 266000
摘要：高压输配动脉是智能电网，运行状态直接关系到整个电网的安全和效率。。为了实时监控配电线路的运行，通常在高压现场安装了大量的在线监测设施。为了给各种在线监测设备供电，需要在高压磁场中开发长期稳定的电源。本文介绍了高压配电电缆在线监测装置的供电研究。
关键词：高压输配电线路；在线监测；设备
当前主要的高压在线监测设备包括电池、太阳能、激光和感应电源。感应电源与前三种方法相比，在尺寸、安装和维护、电源稳定性和广泛使用等方面具有明显优势。但是，也存在一个问题:电路电流非常小，由于无法感应到足够的电压，单个材料取能磁芯电流是有限的。电路关闭后，电源便无法稳定，导致电源无法使用。
一、输电线路在线监测
1.在线监测微气候。在线监测装置输电线路微气候能够实时监测输电线路，微气候区完成输电线路温度、湿度、风速、风向、气压、降水和日光强度等参数的收集工作， 获取输电线路微气候和微气候的详细信息，输电线路的预测事故的类型和概率，从而使运营商能够迅速采取行动，输电线路确保运行安全，并提供设计依据的基础数据
2.在线视频监控。到目前为止，视频监控技术仅用于发电厂和变电站。由于太阳能、视频与通信网络技术的发展，它正在逐步应用于输电线路，高压线路的现场监测和环境参数每天24小时进行，使运行管理人员现场信息能够迅速掌握，在萌芽状态抑制事故。
3.在线监测覆冰。影响气候、微气候和地形条件，我国冰雪灾害频繁，积雪严路的可靠性受到严重影响，对输电线路早期的观测覆冰主要依靠冰站观测台和人工检查，造成存在低下效率和长周期等缺点。
二、电源整体结构
图1所示电源的总体结构。电源由电气、测量、电源、操作和电路组成。充电模块由两种不同材料组成:第一个电源由铁纳米合金组成。，工作电压从3a到100 A。第二个是工作电压在100A到1000A之间的硅钢片。测量模块采用高精度RO-gowski线圈实时测量在线电流，作为切换磁芯或线圈的控制信号。监测控模块确定电流值，控制切换模块的动作，选择合适的磁铁或线圈进行取能。供电电路由保护电路、整流滤波、限压电路、稳定电路和锂电池充电管理电路组成。
图１电源整体结构框图
三、取能磁芯设计及线圈匝数的确定
磁芯概念是功率范围的优化。提高初始磁化率降低起动电流，减少电源死区，提高饱和磁灵敏度，电源上限的提高。硅片坡莫合金和微晶合金是常见的磁芯材料，见表1参数和性能。
表１不同材料特性参数对比
硅钢片饱和磁感应较高，但初始磁电导率较低；坡莫合金初始磁导率较高，但饱和磁致较低，不利于大电流输出。此外价格高，易受机械约束；现代微晶合金具有良好的内置特性，与微晶合金相比，其磁导率高、饱和低、损耗低、密度低、价格低。总之，微晶合金与硅钢片被选为磁芯材料。与某公司合作生产磁芯。第一磁芯取能为o型铁基纳米晶芯，长度L1 = 0.284m，截面S1 = 1800mm 2；第二磁芯取能是o型硅钢片。长度L2 = 0.314m，截面S2=313.5mm2。输出电压取决于工作频率、线路电流、二次线圈数、磁芯导电性、磁芯尺寸和输出功率取决于工作频率、磁导率、线路电流、磁芯大小和载荷。因此，匝数的确定是选择铁芯材料和尺寸的复杂理论和实验验证过程。结合saber软件仿真，根据设计参数使用磁芯元件MCT工具进行仿真。当线路电流较小时，为了避免微晶铁心过早饱和，匝数不要太小，为了使输出电压足够大，匝数不要太大。经过多次模拟，当电流为3a至10a时，二次匝数被确定为25；当电流为10A~100A时，二次匝数为80。当线路电流较大时，为了电流范围拓宽取能，硅钢芯的二次匝数确定为550。
四、在线监测系统供电电源
1.传统电源供电。输电线路在线监测系统处于高压环境，不允许接触电气。目前，有多种供电电源防止电气接触。(1)蓄电池供电。蓄电池结构简单、易于实施，但需要定期更换和维护。电力线在线监测系统通常在实地运行，在高空和高压下运行非常困难，导致太阳能电池更换和维护费用增加。(2)太阳能供电。光伏供电得到广泛使用，因为它没有地理限制，易于使用，而且是可再生的。但是，利用太阳能，无光照不能继续供电，也不能满足在线监测连续工作。(3)进行风力发电。由于塔的高度和输电线路的风速，风能的优势可以为现场运行的在线监测系统供电。但是，恶劣的工作环境和天气条件可能使在线监测系统难以正常运作。(4)输电线路采用感应取电。根据电磁感应原理，导体电磁能量转化为电能，为在线监测系统供电。但是，由于输电线路的电流波动很大，只能通过感应才能获得连续稳定的电力供应。
2.新型电源供电。为了确保在线监测系统电源的连续性和稳定性，设计了一个低功率、不间断电源，以解决传统的单一电源供应器的各种问题，并将太阳能、风能和感应能源与电池或其他可充电电池相结合。(1)电源太阳能和电池。太阳能是太阳发射的辐射能量，可以通过光效应或化学效应直接转化为能量。因此，太阳能和电池的结合能够利用照明条件下的太阳能照明特性以及电池存储系统的负荷和卸载特性，以确保供电的可持续性。（２）风力和电池供电。与太阳能供电相适应此外，此电源还使用通用电池组，从而提高了电源稳定性，同时优化了现有资源；与此同时，风与太阳能使用相同的主电路和控制电路。使用风能的在线监测系统通常位于风速较高的山区，输电线路的在线监测系统主要依靠风能，从而减少了储能设备的使用。
总之，随着智能电网的增长，电力线在电力系统中发挥着越来越重要的作用。但是，运行非常复杂，加上外部力量破坏和线路结覆冰等事故持续存在，严重损害了电网的安全运行，需要对输电线路进行在线监测。
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