CN205544590U - 一种用于输电线路的智能数据控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种避免风能发电过饱引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件的用于输电线路的智能数据控制器。该控制器包括电源模块和数据控制模块，电源模块包括风力发电系统、太阳能发电系统、电源控制模块，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；风力发电系统与电源控制模块之间设置有无级泄能电路，该无级泄能电路会根据风能的功率输入情况和后级电路输入端电压的大小自动判断是否需要作泄能处理，防止风机叶片转速过快导致风能发电过饱引起输出电压明显上升的情况发生，从而避免引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件，保证控制器不被烧毁。适合在输电线路监测设备领域推广应用。

Description

一种用于输电线路的智能数据控制器

技术领域

本实用新型属于输电线路监测设备领域，具体涉及一种用于输电线路的智能数据控制器。

背景技术

由于输电线路终年暴露在野外，要遭受自然天气、自然灾害甚至人为损坏等侵害，输电线路的安全运行受到严重威胁。对输电线路进行运行状态及周围环境变化巡视（发现设备故障和危及输电线路安全的隐患）以及检修维护是保障输电线路安全运行的必然手段。目前对输电线路的监测方式主要有人工巡线和直升机巡线。输电线路长且分布环境复杂，人工巡线和直升机巡线难度大，周期长，因恶劣天气下无法进行巡线监测导致时效性差。

近几年，通信技术和传感技术的发展使得输电线路网上监测成为可能。输电线路网上监测是通过电子设备采集监测图片，监测信息再通过传输网络传输至监控后台，监控后台根据监测信息判断输电线路及周围环境变化情况。目前可采用能够实现视频数据传输的用于输电线路的智能数据控制器进行监控，从而克服传统的采用人工巡线或者空中巡线等方式会因天气或地形难以随时开展的缺点。目前的用于输电线路的智能数据控制器，包括电源模块和数据控制模块，所述电源模块包括风力发电系统、太阳能发电系统、电源控制模块，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、数据采集模块和数据输出模块，所述通讯模块、数据输出模块、数据采集模块分别与控制单元相连，所述电源控制模块与控制单元相连接。上述用于输电线路的智能数据控制器在使用过程中存在以下问题：在风力发电系统中，如果风力过强，又不加以控制，会导致风机叶片转速过快，导致风能发电过饱，风能发电过饱和会引起输出电压明显上升，从而引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件，导致用于输电线路的智能数据控制器被烧毁。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种避免风能发电过饱引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件的用于输电线路的智能数据控制器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：一种用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于，它包括：电源模块和数据控制模块；所述电源模块包括发电系统和电源控制模块；所述发电系统与电源控制模块连接； 所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、数据采集模块和数据输出模块，所述通讯模块、数据输出模块、数据采集模块分别与控制单元相连，所述电源控制模块与控制单元相连接。

进一步的，所述发电系统包括：风力发电系统、太阳能发电系统；所述风力发电系统和太阳能发电系统分别与电源控制模块相连接；所述电源控制模块包括电源控制芯片、电源保护电路、多个蓄电池；所述多个蓄电池设置在电源控制芯片与电源保护电路之间且电源控制芯片、多个蓄电池、电源保护电路依次串联。

进一步的，所述通讯模块包括WIFI单元、ZIGBEE单元和RJ45接口；所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无极泄能电路，所述无极泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R2、NMOS管Q、电阻R1；所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与NMOS管Q的漏极相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源极相连。

进一步的，所述数据采集模块为多个摄像头；所述控制单元为嵌入式MCU处理器。

进一步的，所述数据输出模块为RS485接口模块。

进一步的，所述WIFI单元包括5.8GHzWIFI和2.4GHzWIFI。

本实用新型的有益效果是：该用于输电线路的智能数据控制器通过在风力发电系统与电源控制模块之间设置无级泄能电路，该无级泄能电路会根据风能的功率输入情况和后级电路输入端电压的大小自动判断是否需要作泄能处理，防止风机叶片转速过快导致风能发电过饱引起输出电压明显上升的情况发生，从而避免引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件，保证用于输电线路的智能数据控制器不被烧毁，若风机输入端VIN超过一定限制，则二极管U会被击穿导通，大功率NMOS管Q导通，使风机输入端VIN通过大功率电阻R1放电，消耗电能，若输入端VIN电压越高，NMOS管Q的导通性越高，泄能越快，即输入越强，耗能越强，输入弱，耗能就减小，无级的对风机的输入进行保护、泄能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述用于输电线路的智能数据控制器的结构框图。

图2是本实用新型所述无级泄能电路的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，该用于输电线路的智能数据控制器，包括电源模块和数据控制模块，所述电源模块包括风力发电系统、太阳能发电系统、电源控制模块，所述风力发电系统、太阳能发电系统分别与电源控制模块连接；所述电源控制模块包括电源控制芯片、电源保护电路、多个蓄电池，所述多个蓄电池设置在电源控制芯片与电源保护电路之间且电源控制芯片、多个蓄电池、电源保护电路依次串联；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、数据采集模块和数据输出模块，所述通讯模块、数据输出模块、数据采集模块分别与控制单元相连，所述电源控制模块与控制单元相连接，所述通讯模块包括WIFI单元、ZIGBEE单元和RJ45接口；其特征在于：所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无级泄能电路，所述无级泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R2、NMOS管Q、电阻R1，所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与NMOS管Q的漏级相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源级相连。该用于输电线路的智能数据控制器的工作原理如下：风力发电系统、太阳能发电系统发电然后经过电源控制模块控制处理后给数据控制模块供电使其正常工作，数据采集模块进行输变电线路的相关数据采集，将采集到的信号通过控制单元处理后，再通过数据输出模块发送回去，通过在风力发电系统与电源控制模块之间设置无级泄能电路，该无级泄能电路会根据风能的功率输入情况和后级电路输入端电压的大小自动判断是否需要作泄能处理，防止风机叶片转速过快导致风能发电过饱引起输出电压明显上升的情况发生，从而避免引起后级输入端电压过高而烧毁后级电路元器件，保证用于输电线路的智能数据控制器不被烧毁。如图2所示，若风机输入端VIN超过一定限制，则二极管U会被击穿导通，大功率NMOS管Q导通，使风机输入端VIN通过大功率电阻R1放电，消耗电能，若输入端VIN电压越高，NMOS管Q的导通性越高，泄能越快，即输入越强，耗能越强，输入弱，耗能就减小，无级的对风机的输入进行保护、泄能。

在保证数据控制模块能够正常工作的前提下，最大限度的降低功耗，从而延长用于输电线路的智能数据控制器的使用时间，降低能耗，为实现上述目的，所述控制单元为嵌入式MCU处理器。所述电源控制芯片为STM32L151控制芯片。

再者，所述数据采集模块可以是现有的各种图片、图像采集设备，作为优选的，所述数据采集模块为多个摄像头。

为了保证采集到的数据能够及时快速的传递给服务器，所述数据输出模块为RS485接口模块。

由于用于输电线路的智能数据控制器其具有特殊的安装环境，如高电场、高空、易震动、无外部电源、极具温差的野外等恶劣性环境，因此设备的安装过程和调试变得尤为重要，因此本实用新型的通讯模块中，包括WIFI单元、ZIGBEE单元和RJ45接口，其具体的使用方式为：WiFi调试有两种途径，途径一为系统自带的5.08GHzWiFi网络，在塔基通过连接此频段来调试设备；另一途径是系统配置的第三微网接口接入RJ45转2.4GHzWiFi模块，在塔基通过连接此频段来调试设备，其各有所长；Zigbee无线调试；系统自带对外数据接入模块，为NF01大功率Zigbee模块，此通道既可作为外部数据的接入，也可作为调试信息的无线通道；RJ45干线有线调试；在特殊情况下，无法通过无线调试的时候可直接通过变压器隔离的RJ45接入内部交换机进入网络进行调试。

Claims (6)

1.一种用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于，它包括：电源模块和数据控制模块；所述电源模块包括发电系统和电源控制模块；所述发电系统与电源控制模块连接；所述数据控制模块包括控制单元、通讯模块、数据采集模块和数据输出模块，所述通讯模块、数据输出模块、数据采集模块分别与控制单元相连，所述电源控制模块与控制单元相连接；所述发电系统包括：风力发电系统、太阳能发电系统；所述风力发电系统和太阳能发电系统分别与电源控制模块相连接；所述数据采集模块为多个摄像头。

2.如权利要求1所述的用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于：所述电源控制模块包括电源控制芯片、电源保护电路、多个蓄电池；所述多个蓄电池设置在电源控制芯片与电源保护电路之间且电源控制芯片、多个蓄电池、电源保护电路依次串联。

3.如权利要求1所述的用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于：所述通讯模块包括WIFI单元、ZIGBEE单元和RJ45接口；所述风力发电系统与电源控制模块之间设置有无极泄能电路，所述无极泄能电路包括输入端VIN、输出端OUT、接地端D、二极管U、电阻R1、NMOS管Q、电阻R1；所述二极管U的负极分别与输入端VIN、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与NMOS管Q的漏极相连，二极管U的正极分别与NMOS管Q的栅极、电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端分别与输出端OUT、接地端D、NMOS管Q的源极相连。

4.如权利要求3所述的用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于：所述控制单元为嵌入式MCU处理器。

5.如权利要求4所述的用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于：所述数据输出模块为RS485接口模块。

6.如权利要求5所述的用于输电线路的智能数据控制器，其特征在于：所述WIFI单元包括5.8GHzWIFI和2.4GHzWIFI。