CN108919013A - 一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，所述雷击监测系统包括电压采集单元、电流采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、存储单元、通信单元和GPS定位单元；所述雷击监测系统根据现场实际气候天气状态以及太阳能供电单元的供电状况选择合适的工作模式，当采集的电压信号大于预先设定的电压值，对采集的信号进行调理、A/D转换，通过通信单元将采集的信息上传至监控中心，并实现雷击定位。本发明提供一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，用太阳能供电的方式为系统提供可靠的工作电源，结合实际气候天气状况以及电源供应情况智能选择合适的工作模式，提高监测系统的可靠性。

Description

一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统

技术领域

本发明属于雷电检测技术领域，特别涉及一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统。

背景技术

高压输电线路是电力系统的重要组成部分，是完成电能传输的重要载体。高压输电线路传输距离较长，工作环境也比较偏僻复杂，受自然环境的影响较大，需要对其进行有效的监控，提高输电线路安全性和稳定性。

具有关数据统计，由于雷电引起的电力系统故障占全年故障的40％～70％，是高压输电线路安全稳定运行的主要危害，需要对输电线路雷电进行实时有效的监测，进而统计输电线路的雷电分布规律、对事故进行准确分析，采取相关保护措施。本发明提出了一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，采用太阳能供电的方式为系统提供可靠的工作电源，结合实际气候天气状况以及电源供应情况智能选择合适的工作模式，提高监测系统的可靠性，同时还能够延长监测系统的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，用太阳能供电的方式为系统提供可靠的工作电源，结合实际气候天气状况以及电源供应情况智能选择合适的工作模式，提高监测系统的可靠性。

本发明具体为一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，所述雷击监测系统包括电压采集单元、电流采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、存储单元、通信单元和GPS定位单元，所述电压采集单元和所述电流采集单元分别与所述信号调理单元相连接，所述信号调理单元还与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述太阳能供电单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元连接，所述太阳能供电单元还分别与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元相连接；所述雷击监测系统根据现场实际气候天气状态以及所述太阳能供电单元的供电状况选择合适的工作模式，当所述电压采集单元采集的电压信号大于预先设定的电压值，所述控制处理单元控制所述信号调理单元对输入的信号进行调理，再经过所述A/D转换单元转换为数字信号，并通过所述存储单元进行信息存储，通过所述通信单元将采集的信息上传至监控中心，并根据所述GPS定位单元实现雷击定位。

所述电压采集单元采用非接触式输电线路电压传感器，采集输电线路工频电压和因雷击在输电线路产生的过电压；所述电流采集单元采用四个罗氏线圈电流传感器，采集雷击发生时的入地电流。

所述信号调理单元包括分压电路、并联积分电路和滤波电路，所述分压电路利用工频电压标定，不需要改变传感器分压比，匹配不同电压等级的高压输电线路；所述并联积分电路将所述电流传感器输出的电压信号进行并联，再经积分电路输出可采集电压；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。

所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、蓄电池和控制器，所述蓄电池采用锂离子蓄电池，所述蓄电池容量能够满足无光照时所述雷电监测系统能够可靠工作三天；

所述控制器对所述太阳能供电单元进行控制和保护，控制所述蓄电池的工作模式：所述蓄电池一般处于浮充状态，当日照充足时，所述太阳能电池板输出的电能既为所述雷击监测系统提供电源又对所述蓄电池进行充电；当日照不充足时，所述蓄电池处于放电模式为所述雷击监测系统提供电源；控制所述太阳能供电单元是否输出电能以及输出电压幅值，以适合不同的供电体；对所述蓄电池进行容量监测，实现过充、过放、过载保护保护功能。

所述通信单元采用GPRS技术，利用移动网络将现场检测的信号上传至所述监控中心，接收来自所述监控中心的控制命令、天气信息；所述GPS定位单元采用GPS技术能够对所述雷击监测系统进行定位。

所述雷击监测系统具体有三种工作模式，分别为触发模式、预触发模式和待机模式，所述触发模式是发生雷击时所述雷击监测系统所处的工作模式，实现数据的采集、处理和传输；所述预触发模式下所述雷击监测系统进行数据采集，并与预先设定的电压值进行比较，进而判断是否发生雷击现象，是否需要转换至所述触发模式；所述待机模式下所述雷击监测系统处于待机状态，不进行数据采集判断，通过所述通信单元接受所述监控中心的控制信号；

所述雷击监测系统根据实际使用的工作地点的气候规律以及所述蓄电池剩余电量选择合适的工作模式：在冬季无雷雨天气的季节，所述雷击监测系统处于待机模式，若所述监控中心发出预触发指令，所述雷电监测系统立即转换为预触发模式；在雷雨季节，所述雷击监测系统处于预触发模式，随时准备进入触发模式，若所述蓄电池电量较低，根据所述天气信息判断所述雷击监测系统是否可以转换为待机模式；当所述雷击监测系统采集到的电压信号大于预先设定的电压值，所述雷电监测系统立即转换为触发模式，对雷电信息进行实时检测。

附图说明

图1为本发明一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的雷击监测系统包括电压采集单元、电流采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、存储单元、通信单元和GPS定位单元，所述电压采集单元和所述电流采集单元分别与所述信号调理单元相连接，所述信号调理单元还与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述太阳能供电单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元连接，所述太阳能供电单元还分别与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元相连接；所述雷击监测系统根据现场实际气候天气状态以及所述太阳能供电单元的供电状况选择合适的工作模式，当所述电压采集单元采集的电压信号大于预先设定的电压值，所述控制处理单元控制所述信号调理单元对输入的信号进行调理，再经过所述A/D转换单元转换为数字信号，并通过所述存储单元进行信息存储，通过所述通信单元将采集的信息上传至监控中心，并根据所述GPS定位单元实现雷击定位。

所述电压采集单元采用非接触式输电线路电压传感器，采集输电线路工频电压和因雷击在输电线路产生的过电压；所述电流采集单元采用四个罗氏线圈电流传感器，采集雷击发生时的入地电流。

所述信号调理单元包括分压电路、并联积分电路和滤波电路，所述分压电路利用工频电压标定，不需要改变传感器分压比，匹配不同电压等级的高压输电线路；所述并联积分电路将所述电流传感器输出的电压信号进行并联，再经积分电路输出可采集电压；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。

所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、蓄电池和控制器，所述蓄电池采用锂离子蓄电池，所述蓄电池容量能够满足无光照时所述雷电监测系统能够可靠工作三天；

所述控制器对所述太阳能供电单元进行控制和保护，控制所述蓄电池的工作模式：所述蓄电池一般处于浮充状态，当日照充足时，所述太阳能电池板输出的电能既为所述雷击监测系统提供电源又对所述蓄电池进行充电；当日照不充足时，所述蓄电池处于放电模式为所述雷击监测系统提供电源；控制所述太阳能供电单元是否输出电能以及输出电压幅值，以适合不同的供电体；对所述蓄电池进行容量监测，实现过充、过放、过载保护保护功能。

所述通信单元采用GPRS技术，利用移动网络将现场检测的信号上传至所述监控中心，接收来自所述监控中心的控制命令、天气信息；所述GPS定位单元采用GPS技术能够对所述雷击监测系统进行定位。

所述雷击监测系统具体有三种工作模式，分别为触发模式、预触发模式和待机模式，所述触发模式是发生雷击时所述雷击监测系统所处的工作模式，实现数据的采集、处理和传输；所述预触发模式下所述雷击监测系统进行数据采集，并与预先设定的电压值进行比较，进而判断是否发生雷击现象，是否需要转换至所述触发模式；所述待机模式下所述雷击监测系统处于待机状态，不进行数据采集判断，通过所述通信单元接受所述监控中心的控制信号；

所述雷击监测系统根据实际使用的工作地点的气候规律以及所述蓄电池剩余电量选择合适的工作模式：在冬季无雷雨天气的季节，所述雷击监测系统处于待机模式，若所述监控中心发出预触发指令，所述雷电监测系统立即转换为预触发模式；在雷雨季节，所述雷击监测系统处于预触发模式，随时准备进入触发模式，若所述蓄电池电量较低，根据所述天气信息判断所述雷击监测系统是否可以转换为待机模式；当所述雷击监测系统采集到的电压信号大于预先设定的电压值，所述雷电监测系统立即转换为触发模式，对雷电信息进行实时检测。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅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应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述雷击监测系统包括电压采集单元、电流采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、太阳能供电单元、存储单元、通信单元和GPS定位单元，所述电压采集单元和所述电流采集单元分别与所述信号调理单元相连接，所述信号调理单元还与所述A/D转换单元相连接，所述控制处理单元分别与所述太阳能供电单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元连接，所述太阳能供电单元还分别与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述存储单元、所述通信单元、所述GPS定位单元相连接；所述雷击监测系统根据现场实际气候天气状态以及所述太阳能供电单元的供电状况选择合适的工作模式，当所述电压采集单元采集的电压信号大于预先设定的电压值，所述控制处理单元控制所述信号调理单元对输入的信号进行调理，再经过所述A/D转换单元转换为数字信号，并通过所述存储单元进行信息存储，通过所述通信单元将采集的信息上传至监控中心，并根据所述GPS定位单元实现雷击定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述电压采集单元采用非接触式输电线路电压传感器，采集输电线路工频电压和因雷击在输电线路产生的过电压；所述电流采集单元采用四个罗氏线圈电流传感器，采集雷击发生时的入地电流。

3.根据权利要求2所述的一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括分压电路、并联积分电路和滤波电路，所述分压电路利用工频电压标定，不需要改变传感器分压比，匹配不同电压等级的高压输电线路；所述并联积分电路将所述电流传感器输出的电压信号进行并联，再经积分电路输出可采集电压；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述太阳能供电单元包括太阳能电池板、蓄电池和控制器，所述蓄电池采用锂离子蓄电池，所述蓄电池容量能够满足无光照时所述雷电监测系统能够可靠工作三天；

所述控制器对所述太阳能供电单元进行控制和保护，控制所述蓄电池的工作模式：所述蓄电池一般处于浮充状态，当日照充足时，所述太阳能电池板输出的电能既为所述雷击监测系统提供电源又对所述蓄电池进行充电；当日照不充足时，所述蓄电池处于放电模式为所述雷击监测系统提供电源；控制所述太阳能供电单元是否输出电能以及输出电压幅值，以适合不同的供电体；对所述蓄电池进行容量监测，实现过充、过放、过载保护保护功能。

5.根据权利要求4所述的一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述通信单元采用GPRS技术，利用移动网络将现场检测的信号上传至所述监控中心，接收来自所述监控中心的控制命令、天气信息；所述GPS定位单元采用GPS技术能够对所述雷击监测系统进行定位。

6.根据权利要求5所述的一种基于太阳能供电的高压输电线路雷击监测系统，其特征在于，所述雷击监测系统具体有三种工作模式，分别为触发模式、预触发模式和待机模式，所述触发模式是发生雷击时所述雷击监测系统所处的工作模式，实现数据的采集、处理和传输；所述预触发模式下所述雷击监测系统进行数据采集，并与预先设定的电压值进行比较，进而判断是否发生雷击现象，是否需要转换至所述触发模式；所述待机模式下所述雷击监测系统处于待机状态，不进行数据采集判断，通过所述通信单元接受所述监控中心的控制信号；

所述雷击监测系统根据实际使用的工作地点的气候规律以及所述蓄电池剩余电量选择合适的工作模式：在冬季无雷雨天气的季节，所述雷击监测系统处于待机模式，若所述监控中心发出预触发指令，所述雷电监测系统立即转换为预触发模式；在雷雨季节，所述雷击监测系统处于预触发模式，随时准备进入触发模式，若所述蓄电池电量较低，根据所述天气信息判断所述雷击监测系统是否可以转换为待机模式；当所述雷击监测系统采集到的电压信号大于预先设定的电压值，所述雷电监测系统立即转换为触发模式，对雷电信息进行实时检测。