CN201035078Y - 一种无线同步电流电压传感器 - Google Patents

Abstract

一种无线同步电流电压传感器，属于电气设备在线监测系统的传感测量装置，信号拾取装置的输出端经同步变换电路与逻辑控制器连接，逻辑控制器与低功率直流电源和无线通讯电路连接。在信号拾取装置与同步变换电路之间设置有信号调理及整形电路。就地进行被测设备信号的A/D转换，能对被测设备的相位进行相对测量，同步误差小。抗干扰性能好，测量准确性和运行可靠性提高。电源采用低功率直流电源，无需现场布线施工，标准化模块设计，安装、维护快捷，使用极为方便，便于实用化推广。

Description

一种无线同步电流电压传感器

所属技术领域

本实用新型涉及一种电气设备在线监测系统的传感测量装置，具体来说是一种无线同步电流电压传感器。

背景技术

电网设备状态检修是指根据电网设备的运行状态合理安排检修时间和检修项目，其基本思想是：设备应尽可能长时间地处于运行状态，只要设备结构和性能即将破坏的临界状态才停运检修，改变以时间为基准的预防性检修为以状态为基准的响应性检修，做到该修才修。所以说，状态检修亦称视情检修、预知检修、适应性检修等。它与“定期计划检修”的主要区别是以实际运行状态取代固定的检修周期。状态检修可以减少停电次数，提高供电可靠性；可以减少检修的费用开支，提高经济效益；可以减少设备事故和避免人身伤亡事故。

国家电网公司“十一五”规划中明确提出要大力研制推广和应用状态检修技术。电气设备在线监测系统作为状态状态检修的基础，能够准确地对运行设备进行监测。系统的应用能够预防避免设备事故的发生，为电网的可靠运行和安全送电提供强有力的保证。电气设备的在线监测就是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行带电检测，以便判断设备是否处于正常状态。

目前，国内外对于电气设备在线监测的理论研究和实际应用都处在发展完善中，综合分析国内外研究应用的成果，该系统还存在以下几个主要问题：

1.传感器技术

现有容性设备在线监测系统对泄漏电流的采集都是由信号拾取装置和信号处理单元构成，信号拾取装置将被监测设备的电流、电压信号输送给信号处理单元，两者之间用电缆连接。这种方式难免会构成一个面积较大的闭合回路，工频磁场将在这个回路中形成干扰电流；

2.标准源问题

现有容性设备在线监测系统的标准源取至电压互感器二次侧，然后通过电缆引至信号处理单元，利用屏蔽电缆来传输模拟信号虽然可解决现场中的电场干扰问题，但对于工频磁场干扰几乎不起作用，如果在传输的电压信号中叠加不同相位的干扰信号，即使幅度只有1％，也会造成相位误差，这足以影响检测精度。电缆传输回路中的导线电阻以及对地分布电容将导致相位偏移，其测量结果的稳定性也难以保证；

3.可靠性问题

现有系统在运行一段时间后，数据通讯都会出现问题，其原因一是因为通讯电缆都是走电缆沟，无法避免电缆沟内的强工频干扰信号；二是开关动作以及变压器投切等强电磁场干扰，会串入通讯回路引起通讯回路故障，现场实测也证实，开关动作时引起的工频干扰的能量是很大的；

4.安装维护以及经济实用性

现有系统都不利于标准化、规范化，安装调试都很繁琐，费工费时，检修维护很不方便，一旦有故障，必须由生产厂家来处理，同时成本过高，投资过大，不经济实用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种检测精度高，抗干扰性强，可靠性好且使用维护方便的一种无线同步电流电压传感器。

本实用新型的技术解决方案是：一种无线同步电流电压传感器，包括信号拾取装置，其特征在于：信号拾取装置的输出端经同步变换电路与逻辑控制器连接，逻辑控制器与低功率直流电源和无线通讯电路连接。

本实用新型所述的无线通讯电路上有一信号输出端与同步变换电路连接。

本实用新型还可以在信号拾取装置与同步变换电路之间设置有信号调理及整形电路。

本实用新型所述的低功率直流电源为储电池或太阳能充电电池。

本实用新型所述的逻辑控制器为单片机或微处理器或可编程控制器。

本实用新型还可以在无线通讯电路中设置有无线载波发生电路和接收电路。

本实用新型的有益效果是：1，就地进行被测设备信号的A/D转换，并将转换结果通过无线网络传送至测量系统，所有无线传感器能同时采样，保证所测设备均在同一时刻进行数据采集，因而能对被测设备的相位进行相对测量，同步误差小；2，测量设备之间无电气联接，最大限度避免电磁场干扰，提高整个系统的测量准确性和运行可靠性；实现对电网设备的高压和超高压母线、高压开关接点、母线接点等设备进行实时在线检测。3，可实现对PT、CT、套管、CVT、避雷器等设备的在线监测，通过无线同步检测来测量设备之间的相对介损值。4，信号采集与无线传输一体化，电源采用可充电池或太阳能电池供电，低功耗设计，彻底杜绝强电磁场干扰对测量信号的影响；5，无需现场布线施工，标准化模块设计，安装、维护快捷，使用极为方便，便于实用化推广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，一种无线同步电流电压传感器，包括信号拾取装置，信号拾取装置的输出端经同步变换电路与逻辑控制器连接，逻辑控制器与低功率直流电源和无线通讯电路连接。其中，信号拾取装置可安装在变电站内的高压和超高压母线、高压开关接点、母线接点、PT、CT、套管、CVT、避雷器等被测设备上。信号拾取装置可采用现有的电压、电流互感器，标准源仍取至电压、电流互感器的二次侧。同步变换电路中包括A/D转换电路和信号识别开关电路，可以将拾取的模拟信号转换为数字信号，并根据逻辑控制器或无线通讯电路发出的控制指令完成电路的开关动作。逻辑控制器为单片机或微处理器或可编程控制器。它可以接收来自无线通讯电路的控制信号，向同步变换电路发出开关指令，对其数字信号进行处理，并通过无线通讯电路向上位管理单元或中央控制装置输出检测的信号。逻辑控制器的动力来自低功率直流电源，低功率直流电源为储电池或太阳能充电电池。太阳能充电电池由设置在传感器附近的太阳能光电板提供电能。无线通讯电路包括特定频率的无线信号发生电路和接收电路，也可以是无线载波信号发生电路和接收电路。也可以在无线通讯电路中设置有无线载波发生和接收电路。无线通讯电路通过逻辑控制器将采集到经A/D同步转换的电流、电压以及相位参数等数字信号传送给上位管理单元或中央控制装置。根据需要，也可以将其控制指令发送给附近的其它传感器。其中上位管理单元是介于传感器和中央控制装置之间的区域性信号传递装置，一个上位管理单元可以控制其信号覆盖区域内的若干个传感器，并将其所接收的各传感器数据信号的上传至中央控制装置。

无线通讯电路上还可以有一信号输出端与同步变换电路连接。以便于根据上位管理单元或中央控制装置或其它传感器发出的指令向同步变换电路发出采样信号，控制同步变换电路的开启或关闭。

在信号拾取装置与同步变换电路之间设置有信号调理及整形电路。可以对所拾取的电压、电流信号进行过滤、放大，并对其波形和波幅进行整理。使其模拟信号更加规整。使其在转换为数字信号的精确度提高。

在进行同步采样时，本实用新型传感器能通过上位管理单元或中央控制装置发送的同步指令或传感器之间发送的同步指令对被测设备电流或电压信号进行同步采样，以获得被测信号之间的相位关系，同步信号通过无线通讯电路接收上位管理单元或中央控制装置或其它传感器发送的同步指令后，采取以下几种方式产生：

a)当逻辑控制器监测到来自上位管理单元或中央控制装置发出的某一特定频率的载波信号后，启动同步变换电路并处理采集的检测数据，再通过无线通讯电路上传输出载波同步数据信号。

b)当逻辑控制器监测到召唤该传感器的地址信息后，启动同步变换电路并处理采集的检测数据，再通过无线通讯电路上传输出本地址同步数据信号。

c)当无线通讯电路接收到同步指令后，直接通知同步变换电路开启通知逻辑控制器处理采集的检测数据，再由逻辑控制器控制无线通讯电路上传输出同步数据信号。

经试验测试，当本实用新型的逻辑处理器采用51型单片机，信号拾取装置为电压、电流互感器，在信号拾取装置与同步变换电路之间设置有信号调理及整形电路。电源为太阳能可充电电池，功率为1瓦，无线通讯电路采用NRF905型无线通讯模块，无线通讯方式为GFSK，其频率范围在300MHZ-5GHZ之间，信号发射和接收半径为100米，同步信号的时间误差≤3微秒，电压、电流信号的检测精度为±0.5％。

Claims (6)

1.一种无线同步电流电压传感器，包括信号拾取装置，其特征在于：信号拾取装置的输出端经同步变换电路与逻辑控制器连接，逻辑控制器与低功率直流电源和无线通讯电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种无线同步电流电压传感器，其特征在于：无线通讯电路上有一信号输出端与同步变换电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种无线同步电流电压传感器，其特征在于：在信号拾取装置与同步变换电路之间设置有信号调理及整形电路。

4.根据权利要求1所述的一种无线同步电流电压传感器，其特征在于：低功率直流电源为储电池或太阳能充电电池。

5.根据权利要求1所述的一种无线同步电流电压传感器，其特征在于：逻辑控制器为单片机或微处理器或可编程控制器。

6.，根据权利要求1或2所述的一种无线同步电流电压传感器，其特征在于：无线通讯电路中设置有无线载波发生电路和接收电路。

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