有源式光电电流互感器激光和太阳能混合式供能系统的研究

摘要

随着电力工业的不断发展，电网电压等级的不断提高，对电压、电流的测量要求也在不断提高。传统的电磁式互感器无法满足迅速发展的数字化电网电压的测试要求。目前电子式(光电式)互感器已成为电网中高电压、高电流测量新的研究热点，有源式光电电流互感器是新型互感器研究的典型代表，而高压端的供能是有源式光电电流互感器的关键部件之一。目前研究的主要有线圈从母线上取能、高压电容分压式供能、激光供能、蓄电池供能、超声电源供能等供能方法。
　　 本文在光电互感器基本原理理论研究的基础上，对上述各种供能方法进行分析研究，结合激光供能、太阳能供能、蓄电池供能的优点提出并设计了一种新型的混合式供能设计方案，即激光和太阳能混合式供能方法，搭建了供能系统实验装置，完成了系统的测试。本文论文的主要内容：
　　 1．提出了一种以激光和太阳能电池板作为能量来源，结合蓄电池储能的混合式供能系统；
　　 2．对系统进行了总体设计，分别对激光器、蓄电池、光纤等部件进行了选型；
　　 3．比较并选择了激光和光纤的耦合方式、比较并选择了半导体激光器的冷却器、设计了磷酸铁锂蓄电池的特殊充电电路、设计了DC-DC稳压变换电路；
　　 4．采用ANSYS对半导体激光器热电冷却器进行热电分析，通过ANSYS仿真得出了热电冷却器对半导体激光器具有良好的冷却作用；
　　 5．对激光和太阳能混合式供能方式输出的电压进行了检测分析。
　　 系统的输出电压检测分析表明，所设计的供能系统满足高压侧电子线路的供能要求。