CN105445531A - 一种取能采样一体化电流监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种取能采样一体化电流监测装置，包括：电流取能采样单元、中央处理单元、射频通信单元和时钟铁电存储单元；电流取能采样单元、射频通信单元、时钟铁电存储单元分别与中央处理单元相连。该取能采样一体化电流监测装置通过中央处理单元来控制电流取能采样单元，使取能模块和信号处理及AD采样模块通过切换的形式交替工作；从而使采样、取能一体化，仅仅采用一个互感线圈既可以实现电流采样，也可以实现电场取能。

Description

一种取能采样一体化电流监测装置

技术领域

本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种取能采样一体化电流监测装置。

背景技术

近年来，随着经济的高速增长和科学技术的发展，中国的窃电现象呈现出高发和上升势态，窃电问题比以往更为严重，一些单位或个人，尤其是高能耗企业，将盗窃电能降低成本作为获利手段，采取各种方法窃取电量，以达到不交或少交电费的目的。窃电问题一直困扰着供电部门，窃电造成电能大量流失，严重损害了供电企业的合法权益，扰乱了正常的供用电秩序，同时也严重影响了电力事业的健康发展，而且给电网安全带来了严重威胁。主要表现为窃电手段科技化、窃电过程隐蔽化、窃电数量大额化，给国家造成严重的经济损失。针对以上现象，一些电力企业虽然已经采取了人工排查、高供低计用户实施高供高计改造以及推广用电信息采集系统的建设等措施，但这些传统的防窃电方法存在着很大的不足及客观缺陷，例如：人工排查和高供高计不仅不能实现实时监测，而且也浪费了大量的人力和物力成本，没有从根本上实现实时、高效、准确地防窃电。

为了解决现有防窃电措施的不足，已经有人开发了针对专变用户的负荷监测系统。该系统主要是在原有的用电信息采集系统的基础上增加了无线负荷监测装置和无线数据收发装置。无线负荷监测装置采集专变用户变压器一次侧用电信息，无线数据收发装置接收来自无线负荷监测装置的数据，再通过无线的方式上传给远程主站，最后与二次侧用户电能表计量的用电数据进行比对分析，做到了对用户的用电情况实时、准确、直观以及全面的监控。

上述的负荷监测系统与主站的通信方式主要是基于无线公网的GPRS形式，而GPRS按流量计费，每台终端每月最低需5M，按终端计费为20～100元。GPRS信道终端设备长期挂在网上，只要不发生数据通信就不会发生费用。但终端设备必须随时监视网络状况，一旦发现掉网马上重新连接上网并同时将自己新的IP地址上报主站，从而增加了数据流量，而此部分流量费用也需由用户支付。据不完全统计，国家电网公司每年给中国移动公司缴纳几亿元的通讯费用。例如，如果按15分钟上报一次，每条短信费按0.1元计算，那么一年内一台数据收发装置需要支付给移动通信公司的短信费用为(24*60/15)*0.1*365＝3504元，假如一年按照3万套来安装计算，则一年内需要给移动通信公司支付的短信费用为3504*30000≈1亿元。可见使用GPRS所产生的通信费用高得惊人。

230MHz(VHF)PIN频段一共十五对双工频点和十个单工频点受到全国无线电管理委员会批准并保护专供电力管理系统使用。由于使用权全部归属电力企业，是极好的独占式通讯资源，保证了系统信道使用唯一性，法律法规上讲不允许被挪作它用，可以作为一种一次投资永久享用的资源，可免费使用。

电流监测装置主要挂接在高压侧的电力母线上，因此，取电成为关键。整个装置的供电要采用电场取能的方式来实现。目前市场上的电流监测装置的采样和取能分别用两个带有磁芯的互感线圈来实现，一个线圈用来做电流采样，另外一个线圈用来实现电场取能，给装置提供工作电能。然而，装置挂接在高压电力线上，必须要考虑装置的体积和重量，采用两个互感线圈的方式体积和重量都很大，而且成本也比较高。

发明内容

本发明的目的是公开一种取能采样一体化电流监测装置，以解决现有电流监测装置体积大、重量大且成本较高的技术问题。

本发明提供的一种取能采样一体化电流监测装置，包括：电流取能采样单元、中央处理单元、射频通信单元和时钟铁电存储单元；电流取能采样单元、射频通信单元、时钟铁电存储单元分别与中央处理单元相连；

电流取能采样单元包括取能模块、信号处理及AD采样模块和一个互感线圈，取能模块和信号处理及AD采样模块分别与互感线圈相连，且互感线圈用于与高压母线相连；

取能模块用于通过互感线圈采集高压母线上的电能并进行整流滤波处理，存储电能并输出直流电为取能采样一体化电流监测装置供电；信号处理及AD采样模块用于通过互感线圈获取采样电流，在对采样电流进行转换后发送至中央处理单元；

中央处理单元用于获取采样电流并进行数据处理，通过射频通信单元与外部设备进行通信；中央处理单元还用于控制电流取能采样单元，使取能模块和信号处理及AD采样模块通过切换的形式交替工作；

时钟铁电存储单元为中央处理单元提供晶振时钟并存储数据。

在上述技术方案中，取能模块包括：整流滤波电路、储能电路、电流泄放电路和电能检测电路；储能电路和电流泄放电路分别通过整流滤波电路与互感线圈相连；且储能电路还与电流泄放电路和电能检测电路相连；储能电路输出的直流电通过DC/DC转换电路为取能采样一体化电流监测装置供电。

在上述技术方案中，整流滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；储能电路包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管和超级电容；电流泄放电路包括场效应管和第一电阻；电能检测电路包括第二电阻和第三电阻；其中，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极相连并与互感线圈的输出端相连，第三二极管的阴极与第四二极管的阳极相连并与互感线圈的另一输出端相连；第二二极管的阴极与第四二极管的阴极相连并与第六二极管的阳极、场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极、第三二极管的阳极与场效应管的源极分别相连并接地；第六二极管的阴极与第七二极管的阳极相连，第七二极管的阴极与第八二极管的阳极相连，第八二极管的阴极与第九二极管的阳极相连，第九二极管的阴极与第十二极管的阳极相连，第十二极管的阴极与第十一二极管的阳极相连，第十一二极管的阴极与场效应管的源极相连并接地；第五二极管的阳极与第六二极管的阳极相连，第五二极管的阴极与超级电容的正极相连，超级电容的负极与第十一二极管的阴极相连；超级电容的正极依次通过第二电阻、第三电阻与超级电容的负极相连，且第二电阻与第三电阻之间的连接节点与中央处理单元的电压检测端相连；场效应管的栅极与第一电阻的一端相连并与中央处理单元的泄放控制端相连，第一电阻的另一端与场效应管的源极相连。

在上述技术方案中，第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第十二极管为MBR130T1G二极管；第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十一二极管为MRA4003T3G二极管。

在上述技术方案中，还包括：TD-LTE230M无线电力专网传输单元，TD-LTE230M无线电力专网传输单元与中央处理单元相连；TD-LTE230M无线电力专网传输单元用于通过无线电力专网TD-LTE230M将数据传送至远程系统主站。

在上述技术方案中，还包括：磁场检测单元，磁场检测单元与中央处理单元相连；磁场检测单元用于获取磁场强度信息，并将磁场强度信息发送至中央处理单元；中央处理单元还用于根据磁场强度信息确定是否存在干扰磁场。

在上述技术方案中，还包括：看门狗和掉电保护单元，看门狗和掉电保护单元与中央处理单元相连。

本发明实施例提供的一种取能采样一体化电流监测装置，该装置能够自行从电力线抽取能量，解决了高空用电的难题；同时，使采样、取能应用两个磁芯改为使用一个磁芯，大大减少了悬挂在高空中电流监测装置的体积及重量，同时也减少了由于重量大使电流监测装置脱落的危险，也降低了产品成本。此外，把新型TD-LTE230M技术应用在防窃电负荷监测系统中，替代原有GPRS技术。由于TD-LTE230M技术使用权归专属电力企业，因此，相对以往GPRS技术，使用TD-LTE230M技术对用电信息的传输避免了数据受到攻击、易丢失、安全性低、误动作危险高等特点，同时每年为电力企业节省巨额的用电信息传输费用成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中取能采样一体化电流监测装置的主要结构图；

图2是本发明实施例中取能模块的结构示意图；

图3是本发明实施例中取能采样一体化电流监测装置的详细结构图；

图4是本发明实施例一中取能模块的电路原理图；

图5是本发明实施例一中DC/DC转换电路的第一部分原理图；

图6是本发明实施例一中DC/DC转换电路的第二部分原理图；

图7是本发明实施例一中信号处理及AD采样模块的电路图；

图8是本发明实施例一中中央处理单元的电路图；

图9是本发明实施例一中射频通信单元的电路图；

图10是本发明实施例一中时钟铁电存储单元的时钟电路原理图；

图11是本发明实施例一中时钟铁电存储单元的存储电路原理图；

图12是本发明实施例一中TD-LTE230M无线电力专网传输单元的电路图；

图13是本发明实施例一中磁场检测单元的电路图；

图14是本发明实施例一中看门狗和掉电保护单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

根据本发明实施例，提供一种取能采样一体化电流监测装置，参见图1所示，包括：电流取能采样单元10、中央处理单元20、射频通信单元30和时钟铁电存储单元40；电流取能采样单元10、射频通信单元30、时钟铁电存储单元40分别与中央处理单元20相连。

其中，电流取能采样单元10包括取能模块101、信号处理及AD采样模块102和一个互感线圈103，取能模块101和信号处理及AD采样模块102分别与互感线圈103相连，且互感线圈103用于与外部的高压母线相连；取能模块101和信号处理及AD采样模块102通过切换的形式交替工作。取能模块101用于通过互感线圈103采集高压母线上的电能并进行整流滤波处理，存储电能并输出直流电为本发明实施例中的取能采样一体化电流监测装置供电；信号处理及AD采样模块102用于通过互感线圈103获取采样电流，在对采样电流进行转换后发送至中央处理单元20。

中央处理单元20用于获取采样电流并进行数据处理，通过射频通信单元30与外部设备进行通信；中央处理单元20还用于控制电流取能采样单元10，使取能模块101和信号处理及AD采样模块102通过切换的形式交替工作。时钟铁电存储单元40为中央处理单元20提供晶振时钟并存储数据。

互感线圈103负责从中高压电力线提取中高压电力线的电流以及进行电场抽能。具体的，互感线圈103由铁芯以及缠绕在铁芯上的线圈组成，线圈用来进行电流采样以及电场抽能，其所采样的感应电流用于向信号处理及AD采样模块102提供采样电流，所抽取的能量用来给整个电流监测装置供电。由于互感线圈的结构为现有技术，此处不做详述。

该取能采样一体化电流监测装置的具体工作流程如下：开始时，取能模块101工作，通过互感线圈103采集外部高压母线上的电能并进行整流滤波处理，然后存储电能，此时信号处理及AD采样模块102不工作。当取能模块储能结束后，断开与互感线圈103之间的连接，信号处理及AD采样模块102与互感线圈103连接，并开始采集采样电流，对该采样电流进行处理后转换为中央处理单元20可识别的信号，并发送至中央处理单元20。中央处理单元20对采样电流进行处理后，通过射频通信单元30与外部设备进行通信。其中，取能模块101持续为整个电流监测装置供电。

具体的，参见图2所示，取能模块101包括：整流滤波电路、储能电路、电流泄放电路和电能检测电路；储能电路和电流泄放电路分别通过整流滤波电路与互感线圈103相连；且储能电路还与电流泄放电路和电能检测电路相连。储能电路还与DC/DC转换电路相连，通过该DC/DC转换电路对外传输电能。

取能模块通过其前端的互感线圈以电磁感应的方式，从高压母线上获取电能，并通过整流滤波电路向储能电路持续提供电能。当电能检测电路检测到储能电路达到该电流监测装置正常工作时所需的预设电能值时，指示电流泄放电路启动，使多余电能通过电流泄放电路进行泄放，从而起到保护储能电路和电流监测装置后端电路的作用。DC/DC转换电路接收储能电路释放的电能，转换为电流监测装置正常工作时所需的电压，从而达到给整个装置供电的目的，使其正常工作。与此同时，在储能电路开始电能传输过程中，信号处理及A/D采样模块通过前端的互感线圈以电磁感应的方式进行电流采样工作，采集高压母线电流信息。当电能检测电路检测到储能电路的电能减小到不足以维持电流检测装置正常工作时，此时保护泄放模块关闭，使储能电路重新获取电能，进行充电，此时信号处理及A/D采样模块的采样工作停止。取能模块和信号处理及AD采样模块通过切换的形式交替工作，从而可以采用一个互感线圈既可以实现电流采样，也可以实现电场取能。

优选的，参见图3所示，本发明实施例提供的取能采样一体化电流监测装置还包括：TD-LTE230M无线电力专网传输单元50，该TD-LTE230M无线电力专网传输单元50与中央处理单元20相连；TD-LTE230M无线电力专网传输单元50用于通过无线电力专网TD-LTE230M将数据传送至远程系统主站。

优选的，参见图3所示，本发明实施例提供的取能采样一体化电流监测装置还包括：磁场检测单元60，磁场检测单元60与中央处理单元20相连；磁场检测单元60用于获取磁场强度信息，并将磁场强度信息发送至中央处理单元20；此时，中央处理单元20还用于根据磁场强度信息确定装置周围是否存在干扰磁场。

优选的，参见图3所示，本发明实施例提供的取能采样一体化电流监测装置还包括：看门狗和掉电保护单元70，看门狗和掉电保护单元70与中央处理单元20相连。通过看门狗和掉电保护单元70可以确保电流监测装置不会因为内部程序跑飞而死机，且能从由外部原因导致的异常中复位。

下面通过实施例一，举例介绍该取能采样一体化电流监测装置的结构。

实施例一

在实施例一中，取能采样一体化电流监测装置的主要结构图参见图3所示。下面对各个模块分别予以介绍。

电流取能采样单元10中的取能模块101的电路图参见图4所示，取能模块101包括：整流滤波电路、储能电路、电流泄放电路和电能检测电路。具体的，整流滤波电路包括第一二极管Ds1、第二二极管Ds2、第三二极管Ds3和第四二极管Ds4；储能电路包括第五二极管Ds5、第六二极管Ds6、第七二极管Ds7、第八二极管Ds8、第九二极管Ds9、第十二极管Ds10、第十一二极管Ds11和超级电容Cs4；电流泄放电路包括场效应管Vs1和第一电阻Rs1；电能检测电路包括第二电阻Rs2和第三电阻Rs3；

其中，第一二极管Ds1的阴极与第二二极管Ds2的阳极相连并与互感线圈的输出端(即图4中的COM端)相连，第三二极管Ds3的阴极与第四二极管Ds4的阳极相连并与互感线圈的另一输出端(即图4中的I2端)相连；第二二极管Ds2的阴极与第四二极管Ds4的阴极相连并与第六二极管Ds6的阳极、场效应管Vs1的漏极相连；第一二极管Ds1的阳极、第三二极管Ds3的阳极与场效应管Vs1的源极分别相连并接地。

第六二极管Ds6的阴极与第七二极管Ds7的阳极相连，第七二极管Ds7的阴极与第八二极管Ds8的阳极相连，第八二极管Ds8的阴极与第九二极管Ds9的阳极相连，第九二极管Ds9的阴极与第十二极管Ds10的阳极相连，第十二极管Ds10的阴极与第十一二极管Ds11的阳极相连，第十一二极管Ds11的阴极与场效应管Vs1的源极相连并接地。

第五二极管Ds5的阳极与第六二极管Ds6的阳极相连，第五二极管Ds5的阴极与超级电容Cs4的正极相连，超级电容Cs4的负极与第十一二极管Ds11的阴极相连。

超级电容Cs4的正极依次通过第二电阻Rs2、第三电阻Rs3与超级电容的负极相连，且第二电阻Rs2与第三电阻Rs3之间的连接节点(即图4中的VOL节点)与中央处理单元20的电压检测端相连。此外，超级电容Cs4还与一滤波电容Cs3并联，该滤波电容Cs3用于滤波。

场效应管Vs1的栅极与第一电阻Rs1的一端相连(即图4中的CTR端)并与中央处理单元20的泄放控制端相连，第一电阻Rs1的另一端与场效应管Vs1的源极相连。

互感线圈103通过COM端和I2端将采集的电能传输至整流滤波电路，此时，第一二极管Ds1、第二二极管Ds2、第三二极管Ds3和第四二极管Ds4组成全波整流电路。储能电路中的第五二极管Ds5、第六二极管Ds6、第七二极管Ds7、第八二极管Ds8、第九二极管Ds9、第十二极管Ds10、第十一二极管Ds11用于将整流后的电压信号进行降压处理，达到超级电容Cs4能够承受的电压范围，进而对超级电容Cs4进行充电，超级电容Cs4进行电能存储。

第二电阻Rs2和第三电阻Rs3组成分压检测电路，实时检测超级电容Cs4两端的电压，并将分压VOL发送至中央处理单元20进行识别。当中央处理单元20识别电压VOL超过或达到设定的充电完成电压阈值时，证明超级电容Cs4充电完成。

同时，当中央处理单元20确定超级电容Cs4充电完成时，通过泄放控制端控制场效应管Vs1的通断，通过第一电阻Rs1泄放多余的电能，起到保护储能电路和装置后端电路的作用。

优选的，参见图4所示，第一二极管Ds1、第二二极管Ds2、第三二极管Ds3、第四二极管Ds4、第五二极管Ds5、第十二极管Ds10为MBR130T1G二极管；第六二极管Ds6、第七二极管Ds7、第八二极管Ds8、第九二极管Ds9、第十一二极管Ds11为MRA4003T3G二极管。

储能电路与DC/DC转换电路相连，进而为整个装置提供电能。在实施例一中，DC/DC转换电路主要由两个LDO电源芯片组成，分别输出5V、3V电压。在考虑到电压输入输出特性，LDO芯片可采用78L05和LTC3525ESC6-3。该芯片可以选择其他芯片。DC/DC转换电路的电路结构图参见图5和图6所示。

信号处理及AD采样模块102主要用来处理由互感线圈103提供的采样电流信息，经过A/D转换后，把采样电流信息转换成中央处理单元20可识别的数字信号。信号处理及AD采样模块102的电路图参见图7所示。

中央处理单元20用于数据处理。根据信号处理及AD采样模块102发送的电流信息，中央处理单元20计算瞬时功率，并控制射频通信单元30将计算出的瞬时功率以无线的形式发送出去；同时，中央处理单元20还用于接收并处理磁场检测单元60发送的数据，以此判断周围磁场是否为干扰磁场，并做出相应的一系列告警动作。中央处理单元20的电路图如图8所示。其电压检测端VOL和泄放控制端CTR参见图8所示。

射频通信单元30用来实现监测装置之间的通信。通信方式主要以射频通信的方式进行。通信频率可以采用433MHz或915MHz。射频通信单元30的原理框图如图9所示。

时钟铁电存储单元40的作用是为中央处理单元20提供精准时钟，保证收发对时的精准性。本发明实施例中时钟铁电存储单元40的电路结构采用RX8025T。RX8025T是一款拥有I2C接口和温度补偿功能的新型实时时钟芯片，内部集成32.768KHz温度补偿晶体振荡器，可用于各种需要高精度时钟的场合。通过设置相应补偿的控制位，可以实现不同间隔的温度补偿功能，从而大大提高了时钟的精度。该芯片可设置四种不同的时段进行温度补偿，默认设置是2S补偿。该芯片采用C-MOS工艺生产，具有极低的功能消耗，可长期使用电池供电。芯片内置高稳定度的32.768KHz的DTCXO(数字温度补偿晶体振荡器)，支持I2C总线的高速模式(400K)，具有定时报警功能(可设定：天，日期，小时，分钟)，宽范围接口电压：2.2V到5.5V，低电流功耗：0.8uA/3V(Typ.)，工作温度：-45℃～85℃，日计时误差≤±1s/d。

由于中央处理单元20的程序庞大，仅使用其内部的存储单元无法满足庞大的程序存储，因此需要使用外扩的铁电存储器单元来完成程序存储。在本发明实施例中，时钟铁电存储单元40可采用64K位非易失性铁电存储器FM24CL64。但不限于此，可根据需求选择其它芯片。原理图如图10和图11所示。

TD-LTE230M无线电力专网传输单元50用于将采集的用电信息通过无线电力专网TD-LTE230M发送给远程系统主站。TD-LTE230M电力无线通信技术具有低成本广覆盖、系统兼容性好、安全性强、海量实时在线终端用户等特点，避免了原有使用GPRS传输用电信息时所发生的容易受到攻击、易丢失数据、安全性低、误动作危险高等缺点。在实施例一中，采用中国普天推出的全新4G技术的TD-LTE230M无线电力专网模块(但不限于此，可根据需求选择其它模块或芯片)。此模块具有透明、包容性强的通讯协议，高吞吐量，适合多种通讯场所等特点。TD-LTE230M无线电力专网传输单元50的原理图如图12所示。

磁场检测单元60用于检测装置周围的磁场强度。磁场检测单元60主要由模拟霍尔位置传感器SS490和运算放大器LM358组成。模拟霍尔位置传感器SS490采用5V供电方式，当周围没有磁场时，模拟霍尔位置传感器SS490输出2.5V电压；当周围有磁场时，其输出与所检测的磁场强度成正比的电压值。运算放大器LM358的作用是驱动模拟霍尔位置传感器SS490。模拟霍尔位置传感器SS490的输出电压通过运算放大器LM358后输入给中央处理单元20的AD口，中央处理单元20通过检测此电压信号，并做相应的处理；当检测到的磁场强度超出预设阈值时，随即通过射频的方式发出报警信息，提示某一高压电力线周围存在强磁场干扰。磁场检测单元60原理图如图13所示。

看门狗和掉电保护单元70的作用于是确保装置不会因为程序跑飞而死机，确保装置能够从由外部原因导致的异常中复位，并确保在电压降低到设定阈值时，能够使系统复位。看门狗和掉电保护单元70原理图如图14所示。

本发明实施例提供的一种取能采样一体化电流监测装置，该装置能够自行从电力线抽取能量，解决了高空用电的难题；同时，使采样、取能应用两个磁芯改为使用一个磁芯，大大减少了悬挂在高空中电流监测装置的体积及重量，同时也减少了由于重量大使电流监测装置脱落的危险，也降低了产品成本。此外，把新型TD-LTE230M技术应用在防窃电负荷监测系统中，替代原有GPRS技术。由于TD-LTE230M技术使用权归专属电力企业，因此，相对以往GPRS技术，使用TD-LTE230M技术对用电信息的传输避免了数据受到攻击、易丢失、安全性低、误动作危险高等特点，同时每年为电力企业节省巨额的用电信息传输费用成本。

本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图1-图14为例结合附图对本发明的技术方案作举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本发明权利要求的实施方式均应在本发明技术方案所要求保护的范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，包括：电流取能采样单元、中央处理单元、射频通信单元和时钟铁电存储单元；所述电流取能采样单元、所述射频通信单元、所述时钟铁电存储单元分别与所述中央处理单元相连；

所述电流取能采样单元包括取能模块、信号处理及AD采样模块和一个互感线圈，所述取能模块和所述信号处理及AD采样模块分别与所述互感线圈相连，且所述互感线圈用于与高压母线相连；

所述取能模块用于通过所述互感线圈采集高压母线上的电能并进行整流滤波处理，存储电能并输出直流电为所述取能采样一体化电流监测装置供电；所述信号处理及AD采样模块用于通过所述互感线圈获取采样电流，在对所述采样电流进行转换后发送至所述中央处理单元；

所述中央处理单元用于获取所述采样电流并进行数据处理，通过所述射频通信单元与外部设备进行通信；所述中央处理单元还用于控制所述电流取能采样单元，使所述取能模块和所述信号处理及AD采样模块通过切换的形式交替工作；

所述时钟铁电存储单元为所述中央处理单元提供晶振时钟并存储数据。

2.根据权利要求1所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，所述取能模块包括：整流滤波电路、储能电路、电流泄放电路和电能检测电路；

所述储能电路和所述电流泄放电路分别通过所述整流滤波电路与所述互感线圈相连；且所述储能电路还与所述电流泄放电路和所述电能检测电路相连；

所述储能电路输出的直流电通过DC/DC转换电路为所述取能采样一体化电流监测装置供电。

3.根据权利要求2所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述储能电路包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管和超级电容；所述电流泄放电路包括场效应管和第一电阻；所述电能检测电路包括第二电阻和第三电阻；

其中，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极相连并与互感线圈的输出端相连，第三二极管的阴极与第四二极管的阳极相连并与互感线圈的另一输出端相连；第二二极管的阴极与第四二极管的阴极相连并与第六二极管的阳极、场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极、第三二极管的阳极与场效应管的源极分别相连并接地；

第六二极管的阴极与第七二极管的阳极相连，第七二极管的阴极与第八二极管的阳极相连，第八二极管的阴极与第九二极管的阳极相连，第九二极管的阴极与第十二极管的阳极相连，第十二极管的阴极与第十一二极管的阳极相连，第十一二极管的阴极与场效应管的源极相连并接地；

第五二极管的阳极与第六二极管的阳极相连，第五二极管的阴极与超级电容的正极相连，超级电容的负极与第十一二极管的阴极相连；

超级电容的正极依次通过第二电阻、第三电阻与超级电容的负极相连，且第二电阻与第三电阻之间的连接节点与中央处理单元的电压检测端相连；

场效应管的栅极与第一电阻的一端相连并与中央处理单元的泄放控制端相连，第一电阻的另一端与场效应管的源极相连。

4.根据权利要求3所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第十二极管为MBR130T1G二极管；第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十一二极管为MRA4003T3G二极管。

5.根据权利要求1-4任一所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，还包括：TD-LTE230M无线电力专网传输单元，所述TD-LTE230M无线电力专网传输单元与所述中央处理单元相连；

所述TD-LTE230M无线电力专网传输单元用于通过无线电力专网TD-LTE230M将数据传送至远程系统主站。

6.根据权利要求1-4任一所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，还包括：磁场检测单元，所述磁场检测单元与所述中央处理单元相连；

所述磁场检测单元用于获取磁场强度信息，并将所述磁场强度信息发送至所述中央处理单元；

所述中央处理单元还用于根据所述磁场强度信息确定是否存在干扰磁场。

7.根据权利要求1-4任一所述的取能采样一体化电流监测装置，其特征在于，还包括：看门狗和掉电保护单元，所述看门狗和掉电保护单元与所述中央处理单元相连。