CN204575720U - 基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，提供一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，该装置包括测量互感器、取能互感器、感应取电模块、电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块。其中感应取电模块包括整流滤波电路、取电功率调节和取能电路、超级电容组、稳压输出电路。取能互感器从输电线上获得感应电流，感应电流经过整流滤波电路滤去杂波，再经过取电功率调节和取能电路获得所需电能，并对超级电容组进行充电。本实用新型装置中，其感应取电装置利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取电能，克服了传统供电方式所带来的不足，具有质量可靠、性能稳定、抗干扰能力强以及能长期免维护运行等优点。

Description

基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置

技术领域

本实用新型属于输电线路电流监测领域，尤其涉及一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置。

背景技术

    在电力系统的组成中，高压输电线路是一个重要的环节。在电力系统输送电部分，它起着关键性的作用。但是，由于高压输电线路大多数是分布在室外，甚至是比较偏远的地方，因此，采用人工巡视的方式来监测高压输电线路存在一些固有的缺点：如工作量较大、易受个人主观因素的影响、很难保证测量结果的全面性和精确性等等。而高压输电线路在线监测系统恰好可以克服这些缺点，故研究高压输电线路在线监测系统有很大的应用前景和实用价值，而在线电流的监测是其中最重要的部分。

    目前，市场上关于输电线路电流监测的装置有很多，电流监测装置的传统供电方式为电池和太阳能电池板，这给后期维护带来很大的麻烦。电池的使用寿命有限，需经常更换，而且废旧电池处理不当易造成环境污染，此外，电池在一些极端恶劣的环境（如温度过高或过低）下也不能使用。太阳能电池板则是光电转化效率低，受环境的影响大，如在阴雨绵绵的时候就不能供电，此外，太阳能电池板的维护成本高，需要定期做清洁，这些都给用户带来了极大的不便。

实用新型内容

本实用新型针对现有输电线路电流监测装置的供电设备成本高、稳定性较差、后期维护困难的问题，提供一种可有效解决上述问题的基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，该装置基于感应取电装置供电，克服了传统供电方式所带来的不足，具有质量可靠、性能稳定、抗干扰能力强以及能长期免维护运行的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，该装置包括测量互感器、取能互感器、感应取电模块、电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块，取能互感器与感应取电模块的输入端连接，测量互感器与电流测量模块的一端连接，感应取电模块的输出端分别与电流测量模块的一端、主控单元、GPRS通信模块连接，电流测量模块的另一端与主控单元连接；GPRS通信模块与主控单元连接；感应取电模块包括整流滤波电路、取电功率调节和取能电路、超级电容组、稳压输出电路，取能互感器的输出端与整流滤波电路的一端连接，整流滤波电路的另一端与取电功率调节和取能电路的一端连接，取电功率调节和取能电路的另一端与超级电容组的一端连接，超级电容组的另一端与稳压输出电路的一端连接，稳压输出电路的另一端分别与电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块连接。

按上述技术方案，电流测量模块包括滤波电路、功率芯片、MCU，测量互感器的输出端与滤波电路的一端连接，滤波电路的另一端与功率芯片的一端连接，功率芯片的另一端与MCU连接。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，其感应取电装置利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取电能，克服了传统供电方式所带来的不足，具有质量可靠、性能稳定、抗干扰能力强以及能长期免维护运行等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置的结构示意图；

图2是感应取电模块的结构示意图；

图3是输电线路电流监测装置的工作原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型实施例中，提供一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，如图1、图2所示，该装置包括测量互感器、取能互感器、感应取电模块、电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块，取能互感器与感应取电模块的输入端连接，测量互感器与电流测量模块的一端连接，感应取电模块的输出端分别与电流测量模块的一端、主控单元、GPRS通信模块连接，电流测量模块的另一端与主控单元连接；GPRS通信模块与主控单元连接；感应取电模块包括整流滤波电路、取电功率调节和取能电路、超级电容组、稳压输出电路，取能互感器的输出端与整流滤波电路的一端连接，整流滤波电路的另一端与取电功率调节和取能电路的一端连接，取电功率调节和取能电路的另一端与超级电容组的一端连接，超级电容组的另一端与稳压输出电路的一端连接，稳压输出电路的另一端分别与电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块连接。GPRS通信模块与主控单元连接；感应取电模块用于为电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块供电；电流测量模块用于采集电流信号；主控单元用于将电流测量模块传送过来的电流信号采样和计算，获取一次电流值，并与GPRS通信模块通信，获取当前时间和地址信息；GPRS通信模块用于将主控单元的数据通过GSM网络传送至后台系统或手持巡检仪。

进一步地，电流测量模块包括滤波电路、功率芯片、MCU，测量互感器的输出端与滤波电路的一端连接，滤波电路的另一端与功率芯片的一端连接，功率芯片的另一端与MCU连接，如图3所示。一次侧大电流经过高精度的测量互感器转化成较小的二次侧电流，由于功率芯片、单片机都只能处理毫安级的电流，所以在设计中加入了一个高精度的采样电路，将二次侧电流转化成功率芯片可以处理的电流。功率芯片在使用前需要进行校准，为了提高精度，我们使用的校准仪器精度为0.1%。接着，MCU从功率芯片中读取电流值，进行相关的数据处理，最后得到精度高达0.1%的电流值。主控单元还具备电源管理功能，在测量间隔时，可以切断GPRS通信模块等其他模块的电源，进入休眠模式，只在电流测量时间到来的时候恢复正常工作模式，完成电流测量，开启GPRS模块传输数据，之后再次进入休眠模式，以降低功耗。

感应取电部分包括取能互感器和感应取电模块，具体工作流程如下：取能互感器从输电线上获得感应电流，感应电流经过整流滤波电路滤去杂波，再经过取电功率调节和取能电路获得所需电能，并对超级电容组进行充电，当超级电容组充电完成后，就会通过稳压输出电路输出+5V的电压。而且，超级电容组可以在测量间隔的空闲时间内进行储能，以保证即使在一次侧电流较小的情况下，也有足够的能量进行一次电流测量和数据传输。

感应取电装置是一种利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取电能的新型感应取电装置。它能将输电导线周围的电磁能量转化为电能，为安装在附近的电气设备提供稳定的电源，适合作为高压输电导线上在线检测、监控、巡检、防盗等电气设备的电源供给装置。因此，本实用新型输电线路电流监测装置采用感应取电装置供电。本实用新型主要是通过设计一种高精度（测量误差低于0.1%）低功耗的电流测量集成电路来获取输电导线上的实时电流，然后通过GPRS进行通信。取电装置的作用是给主控单元提供+5V的电压，GPRS通信模块的作用是将测得的数据通过GSM网络传送至后台系统或手持巡检仪。当后台或手持巡检仪监测到的电流值不合理时，监控人员就可以及时根据故障点的位置进行相关的处理。此装置设计先进，结构合理，安全稳定可靠，预测预报准确。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，其特征在于，该装置包括测量互感器、取能互感器、感应取电模块、电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块，取能互感器与感应取电模块的输入端连接，测量互感器与电流测量模块的一端连接，感应取电模块的输出端分别与电流测量模块的一端、主控单元、GPRS通信模块连接，电流测量模块的另一端与主控单元连接；GPRS通信模块与主控单元连接；感应取电模块包括整流滤波电路、取电功率调节和取能电路、超级电容组、稳压输出电路，取能互感器的输出端与整流滤波电路的一端连接，整流滤波电路的另一端与取电功率调节和取能电路的一端连接，取电功率调节和取能电路的另一端与超级电容组的一端连接，超级电容组的另一端与稳压输出电路的一端连接，稳压输出电路的另一端分别与电流测量模块、主控单元、GPRS通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于感应取电装置供电的输电线路电流监测装置，其特征在于，电流测量模块包括滤波电路、功率芯片、MCU，测量互感器的输出端与滤波电路的一端连接，滤波电路的另一端与功率芯片的一端连接，功率芯片的另一端与MCU连接。