CN105137151A - 一种新型的智能配网电力信号传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供的是一种新型的智能配网电力信号传感器，包括传感本体、电源模块、切换模块、取能模块、信号采集模块、智能控制模块和发送模块，其中传感本体采用单一磁芯和线圈，体积小，并能在信号采集的间隙获取能量为供电电池充电，既能实现高精度的信号采集，又节省材料空间和降低成本。本发明传感器采用智能的电源管理技术，使得传感器整体功耗极低，仅依靠电池就可稳定工作数年。本发明传感器具有采集量程切换功能，可应用于多种电压等级的不同量程范围的信号采集。本发明传感器采用塑料光纤传输发送信号，现场加工简单，易于安装。
Description
技术领域
本发明涉及配网电力信号采集领域，配网互感器领域，微电网互感器领域，特别涉及一种新型的智能配网电力信号传感器。
背景技术
目前随着智能配网的快速发展和各种智能电力设备的广泛应用，现在对配网电力设备信号采集和监控的需求日益增多，而现有绝大部分配网电力设备多采用传统互感器进行信号采集，传统互感器多以环氧树脂作为绝缘体，制造工艺多，互感器传感部分本体体积大，本体所用的磁芯和铜漆包线材料多，成本高，而且输出为模拟信号，容易受到干扰。
发明内容
本发明所提供的是一种新型的智能配网电力信号传感器，该新型的智能配网电力信号传感器利用智能的电源管理功能和自获取能量功能，使得该传感器比传统互感器使用的磁芯和铜漆包线更少，成本更低，体积更小，功耗极低，可应用于各种智能电力设备，而且采用数字光信号输出，极大的提高了采集信号的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新型的智能配网电力信号传感器，包括传感本体、电源模块、切换模块、取能模块、信号采集模块、智能控制模块和发送模块。
进一步具体的，所述的传感本体包括磁芯，骨架和缠绕于骨架的线圈。
进一步具体的，所述的电源模块包括供电电池和电源管理模块。
进一步具体的，所述的切换模块包括取能切换模块和采集量程切换模块。
进一步具体的，所述的取能模块包括能量调整模块和保护模块。
进一步具体的，所述的信号采集模块包括信号调理模块和信号转换模块。
进一步具体的，所述的智能控制模块包括数字信号处理单元、信号编码单元和控制单元。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的传感本体体积小，并采用单一磁芯和线圈，在信号采集的间隙获取能量为电池充电，既节省材料空间和降低成本，又能实现高精度的信号采集；本发明的传感器整体功耗极低，仅依靠电池就可稳定工作数年；本发明的传感器具有采集量程切换功能，可应用于多种电压等级的不同量程范围的信号采集；本发明的传感器的信号发送采用塑料光纤传输，现场加工简单，易于安装。
附图说明
图1是本发明实施例中一种新型的智能配网电力信号传感器结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，包括传感本体、电源模块、取能模块、信号采集模块、智能控制模块和发送模块。
所述的传感本体包括磁芯，骨架和缠绕于骨架的线圈；所述的传感本体的作用是将被测电力线缆的信号转化为可以被测量的信号并传送给取能模块和信号采集模块；所述的磁芯为开口或不开口磁芯，其形状可根据现场线缆形状进行设计；只要把传感本体固定于被测线缆上，就会将被测线缆上的信号转换成感应信号传送至取能模块和信号采集模块。
所述的电源模块包括供电电池和电源管理模块；所述的电源模块的主要作用是提供并管理传感器工作的能量；所述的供电电池为整个传感器提供工作电源，保证传感器正常稳定工作；所述的电源管理模块通过智能控制模块进行控制，合理分配使用电池电能，使传感器能在极低的功耗下工作。
所述的切换模块包括取能切换模块和采集量程切换模块；所述的切换模块的主要作用是完成感应信号在不同功能模块之间的切换；所述的取能切换模块由智能控制模块控制，使感应信号能在取能和信号采样之间高速稳定的来回切换，在满足取能的同时不会对信号采样精度产生影响；所述的量程切换模块由智能控制模块控制，自动根据传感本体信号的大小进行量程转换，可以同时满足测量信号和保护信号的检测；
所述的取能模块包括能量调整模块和保护模块；所述的取能模块的主要作用是从传感本体传送的信号中获取能量，给供电电池充电，保证整个传感器可以连续稳定工作；所述的能量调整模块将从感应信号中获取的能量调整为可为供电电池充电的形式；所述的保护模块的功能是：保护供电电池、智能控制模块和发送模块，避免当感应信号能量过大时受到冲击和损坏。
所述的信号采集模块包括信号调理模块和信号转换模块；所述的信号采集模块的主要作用是将从传感本体传送的信号转化为可供智能控制模块进行处理的数字信号；所述的信号调理模块通过运算放大器对信号进行调整，使其符合后级信号转换模块的要求；所述的信号转换模块通过A/D将调理后的信号转换为可供处理的数字信号。
所述的智能控制模块包括数字信号处理单元、信号编码单元和控制单元；所述的智能控制模块的主要作用是将信号采集模块传送的信号进行分析处理，根据协议编码后传送至发送模块，并控制电源模块、取能模块和信号采集模块完成其功能；所述的数字信号处理单元主要对信号采集模块传送的信号进行分析处理，提取控制信息和数据信息；所述的信号编码单元主要将提取到的数据信息根据协议进行重新编码后传送至发送模块；所述的控制单元根据提取的控制信息完成对电源模块、取能模块和信号采集模块的控制。
所述的发送模块是本发明传感器的信号输出端，主要作用是将传感器采集和处理后的被测线缆的信号数据发送至其他配网继电设备，以供其参考或使用；发送模块使用塑料光纤传输信号。
本发明具有以下特点：
1．使用一组磁芯和线圈，不仅大幅度节省材料降低成本，而且产品体积小，可适合各种不同环境的安装使用。
2．具有取能切换，可以在单一线圈上完成取能和信号采集两项功能，互不影响。
3．整体功耗极低，仅依靠自身供电电池就可正常工作数年。
4．具有量程切换，可以同时满足测量信号和保护信号的采集。
5．采用塑料光纤传送信号，现场加工简单，易于安装。
6．不受电压等级限制，可应用于各种电压等级的不同量程范围测量。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (13)
1.一种新型的智能配网电力信号传感器，包括传感本体、电源模块、切换模块、取能模块、信号采集模块、智能控制模块和发送模块。
2.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的传感本体包括磁芯，骨架和缠绕于骨架的线圈。
3.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的电源模块包括供电电池和电源管理模块。
4.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的切换模块包括取能切换模块和采集量程切换模块。
5.根据权利要求4所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的取能切换模块完成感应信号和取能和信号采样之间的切换；所述的采集量程切换模块自动根据传感本体信号的大小进行采集量程转换。
6.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的取能模块包括能量调整模块和保护模块；能量调整模块将感应信号中的能量调整为可为供电电池充电的形式；保护模块主要保护供电电池、智能控制模块和发送模块，避免能量过大时的冲击和损坏。
7.根据权利要求6所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的能量调整模块将感应信号中的能量调整为可为供电电池充电的形式；所述的保护模块主要保护供电电池、智能控制模块和发送模块，避免能量过大时的冲击和损坏。
8.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的信号采集模块包括信号调理模块和信号转换模块。
9.根据权利要求8所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的信号调理模块通过运算放大器等器件对信号进行调整；所述的信号转换模块通过A/D将模拟信号信号转换为数字信号。
10.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的智能控制模块包括数字信号处理单元、信号编码单元和控制单元。
11.根据权利要求10所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的数字信号处理单元完成对信号的分析处理，提取控制信息和数据信息；所述的信号编码单元完成信息的编码和传送；所述的控制单元完成控制信号的处理和发送。
12.根据权利要求1所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的发送模块完成传感器的信号输出发送。
13.根据权利要求12所述的一种新型的智能配网电力信号传感器，其特征在于：所述的发送模块使用塑料光纤发送终端和塑料光纤传输信号。
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