一种基于单磁回路的取电和测量切换装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于单磁回路的取电和测量切换装置及系统，所述基于单磁回路的取电和测量切换装置包括：取电和测量切换模块、电源管理模块、测量调理模块以及主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述电源管理模块连接至所述主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述测量调理模块连接至所述主控模块，所述主控模块与所述取电和测量切换模块相连接。本实用新型专利技术利用电磁感应将配电线缆上的大电流信号变为二次小信号，进而既能够用来实现供电，又能够作为传感器的输出用于实现测量，即通过单磁线圈就能够高效实现取电和测量的切换，简化了装置结构，有效降低成本并减轻重量，使得安装和后期维护更加方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单磁回路的取电和测量切换装置及系统
本技术涉及一种电力系统配电网故障监测领域，尤其涉及一种基于单磁回路的取电和测量切换装置，并涉及包括了该基于单磁回路的取电和测量切换装置的系统。
技术介绍
智能配电网的故障监测装置，一般直接安装在6KV到35KV的配电线路上，这类装置的安装机构包含磁回路，通过电磁感应采集传感器的二次电流，实现对输电线缆一次电流的实时监控，实现测量的功能。但是，这种现有的装置直接安装在线缆上，缺少电源；而加装PT供电方式，势必造成成本和空间增加，同时造成一次设备整体可靠性下降。此外，若采用太阳能光伏供电方式，受环境和气候影响较大，也不是特别合适的方案。因此，现有技术对于电力系统配电网故障监测中的取电和测量，成本过高，可靠性能达不到要求，并且安装和维护难度大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是需要提供一种体积小，成本低，且安装和维护方便的基于单磁回路的取电和测量切换装置，并进一步提供包括了该基于单磁回路的取电和测量切换装置的系统。对此，本技术提供一种基于单磁回路的取电和测量切换装置，包括：取电和测量切换模块、电源管理模块、测量调理模块以及主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述电源管理模块连接至所述主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述测量调理模块连接至所述主控模块，所述主控模块与所述取电和测量切换模块相连接。本技术的进一步改进在于，所述取电和测量切换模块包括取电限幅电路和采样电路，所述取电限幅电路通过所述采样电路连接至所述主控模块。本技术的进一步改进在于，所述取电限幅电路通过所述采样电路连接至所述测量调理模块。本技术的进一步改进在于，所述取电限幅电路与所述电源管理模块相连接。本技术的进一步改进在于，所述取电限幅电路包括取电单元和限幅单元，所述取电单元连接至配电线缆上的单磁回路输出端，所述取电单元通过所述限幅单元连接至所述电源管理模块。本技术的进一步改进在于，所述采样电路包括开关控制单元和采样单元，所述取电限幅电路通过所述开关控制单元连接至所述采样单元。本技术的进一步改进在于，所述电源管理模块与所述测量调理模块相连接。本技术的进一步改进在于，所述电源管理模块包括供电电路和储能电路，所述供电电路分别与所述主控模块和测量调理模块相连接，所述储能电路与所述主控模块相连接。本技术的进一步改进在于，所述储能电路包括储能电容。本技术还提供一种基于单磁回路的取电和测量切换系统，包括了安装在配电线缆上的单磁线圈以及如上所述的基于单磁回路的取电和测量切换装置，所述取电和测量切换模块与所述单磁线圈的单磁回路输出端相连接。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：利用电磁感应将配电线缆上的大电流信号变为二次小信号，进而既能够用来实现供电，又能够作为传感器的输出用于实现测量，通过单磁线圈就能够高效实现取电和测量的切换，简化了装置结构，有效降低成本并减轻重量，使得安装和后期维护更加方便。附图说明图1是本技术一种实施例的模块结构框图；图2是本技术一种实施例的取电和测量切换模块的电路原理图；图3是本技术一种实施例的电源管理模块的电路原理图；图4是本技术一种实施例的测量调理模块的电路原理图；图5是本技术一种实施例的主控模块的电路原理图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的较优的实施例作进一步的详细说明。如图1所示，本例提供一种基于单磁回路的取电和测量切换装置，包括：取电和测量切换模块1、电源管理模块2、测量调理模块3以及主控模块4，所述取电和测量切换模块1通过所述电源管理模块2连接至所述主控模块4，所述取电和测量切换模块1通过所述测量调理模块3连接至所述主控模块4，所述主控模块4与所述取电和测量切换模块1相连接。本例安装在配电线缆上的单磁线圈5的输出端，利用电磁感应原理，将配电线缆（高压线路）中的大电流信号变为二次小信号，该小信号既能够用来给所述基于单磁回路的取电和测量切换装置供电，又能够作为传感器的输出用于测量；其取电和测量之间的切换，以及采样等数据处理，都通过所述主控模块4实现控制，所述主控模块4优选为嵌入式处理模块、MCU或单片机等任意一种处理器。如图2所示，本例所述取电和测量切换模块1实现了取电与测量功能的解耦，使得配电线缆上的单磁线圈5的单磁回路实现测试功能，而且没有能量损耗于取电功能，保证传感器的二次输出真实反应一次线缆电流。如图2所示，本例所述取电和测量切换模块1包括取电限幅电路11和采样电路12，所述取电限幅电路11通过所述采样电路12连接至所述主控模块4，所述取电限幅电路11通过所述采样电路12连接至所述测量调理模块3，所述取电限幅电路11与所述电源管理模块2相连接。更为优选的，如图2所示，本例所述取电限幅电路11包括取电单元111和限幅单元112，所述取电单元111连接至配电线缆上的单磁回路输出端，所述取电单元111通过所述限幅单元112连接至所述电源管理模块2；所述采样电路12包括开关控制单元121和采样单元122，所述取电限幅电路11通过所述开关控制单元121连接至所述采样单元122。所述配电线缆上的单磁回路输出端即为单磁线圈5的单磁回路二次线圈输出端，也就是图2中的AC1和AC2。如图2所示，所述取电限幅电路11中，AC1和AC2是单磁线圈5的单磁回路二次线圈输出端的交流+和交流-。所述取电和测量切换模块1实现取电功能时，通过所述取电单元111的整流桥D1、电容CE1和VCC输出直流信号；所述限幅单元112的晶闸管Q1和稳压管D3用于限幅，保证在一次电流很大的情况下，VCC输出的直流信号限制在合理范围内，防止烧坏后级的所述电源管理模块2的电路。如图2所示，所述采样电路12中，该取电和测量切换模块1在实现测量功能时，所述主控模块4的控制信号通过控制信号输出端DRV1和控制信号输出端DRV2，使能MOS管Q2和MOS管Q3导通，AC1和AC2通过采样电阻R2形成回路，I_AD作为采样电压进入后级的测量调理模块3。由此可以看到，本例所述取电和测量切换模块1实现取电和测量功能，不存在元器件公用，通过硬件方式很好地实现了解耦。本例所述电源管理模块2与所述测量调理模块3相连接，为所述测量调理模块3供电；如图3所示，本例所述电源管理模块2优选包括供电电路21和储能电路22，所述供电电路21分别与所述主控模块4和测量调理模块3相连接，所述储能电路22与所述主控模块4相连接。如图3至图5所示，所述电源管理模块2的VDD分别与所述主控模块4的主控芯片的VDD以及所述测量调理模块3的放大器的VDD相连接，所述电源管理模块2的VDDin与所述测量调理模块3的VDDin相连接，所述测量调理模块3的AD_I和ref2.5分别与所述主控模块4的AD_I和ref2.5相连接。本例所述电源管理模块2的供电电路21在取电后的VCC通过芯片U5输出5V，为所述主控模块4和测量调理模块3供电。同时5V电源还要再取电充足的情况下为所述储能电路22的超级电容充电，实现储能的功能，进而保证整个装置及其所在系统在一次线缆停电或负载很小的情况下，能够持续工作。本例所述测量调理模块3的电路原理示意图优选如图4所示，该测量调理模块3用于实现对交流采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，包括：取电和测量切换模块、电源管理模块、测量调理模块以及主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述电源管理模块连接至所述主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述测量调理模块连接至所述主控模块，所述主控模块与所述取电和测量切换模块相连接。

【技术特征摘要】
2018.05.03 CN 20182065072971.一种基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，包括：取电和测量切换模块、电源管理模块、测量调理模块以及主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述电源管理模块连接至所述主控模块，所述取电和测量切换模块通过所述测量调理模块连接至所述主控模块，所述主控模块与所述取电和测量切换模块相连接。2.根据权利要求1所述的基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，所述取电和测量切换模块包括取电限幅电路和采样电路，所述取电限幅电路通过所述采样电路连接至所述主控模块。3.根据权利要求2所述的基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，所述取电限幅电路通过所述采样电路连接至所述测量调理模块。4.根据权利要求2所述的基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，所述取电限幅电路与所述电源管理模块相连接。5.根据权利要求2至4任意一项所述的基于单磁回路的取电和测量切换装置，其特征在于，所述取电限幅电路包括取电单元和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奇，赵天启，叶志锋，
申请(专利权)人：南京蓝园精瑞电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32