一种换流阀温度监测传感器制造技术

本发明专利技术提供的一种换流阀温度监测传感器，换流阀温度监测传感器安装于换流阀散热片表面，换流阀温度监测传感器包括：供电单元及传感单元，其中，传感单元用于采集换流阀运行温度，并将运行温度发送至后台上位机；供电单元用于采用温差取能和/或磁场取能方式为传感单元供电。在本发明专利技术实施例中，通过采用温差取能和/或磁场取能方式为换流阀温度监测传感器供电，可实现换流阀温度监测传感器节点的自供电，极大改善传感节点对电池的依赖，大幅增加传感节点应用的灵活性和免维护性。传感节点应用的灵活性和免维护性。传感节点应用的灵活性和免维护性。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀温度监测传感器


[0001]本专利技术涉及智能传感及物联网领域，具体涉及一种换流阀温度监测传感器。

技术介绍

[0002]特高压直流输电骨干网架以及组网的建设是实现能源发展转变战略，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求的重要基础。随着众多高压直流输电线路的相继投入运营，对高压直流换流站核心设备的安全可靠运行提出了更高的要求。换流阀是特高压直流换流站中的核心设备，价格昂贵，作用重要。换流阀设备一旦出现故障，不仅会导致直流输电的停运，严重情况下，可能会导致换流阀或阀厅的起火，从而引发重大的安全事故。针对这一挑战，可以采用嵌入式微型智能传感器对换流阀半导体开关器件进行温度监测。然而，由于换流阀是一个高电压大电流环境，在高电位取能为传感节点供电非常具有挑战性，同时定期更换大量电池极大增加了换流阀设备的运维费用。因此如何安全可靠地解决传感器供电、延长运维周期，甚至做到免维护，是实现对换流阀半导体开关器件温度进行长期监测的关键。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中难以解决换流阀温度监测用传感器长期供电问题的缺陷，从而提供一种换流阀温度监测传感器。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术实施例提供一种换流阀温度监测传感器，所述换流阀温度监测传感器安装于所述换流阀散热片表面，所述换流阀温度监测传感器包括：供电单元及传感单元，其中，所述传感单元用于采集换流阀运行温度，并将所述运行温度发送至后台上位机；所述供电单元用于采用温差取能和/或磁场取能方式为所述传感单元供电。
[0006]可选地，所述供电单元，包括：温差取能装置、磁场取能装置及电池，其中，所述温差取能装置与所述传感单元连接，用于将换流阀表面与周围环境热交换产生的热能转化为电能，为所述传感单元供电；所述磁场取能装置与所述传感单元连接，用于耦合换流阀周围磁场能，将所述磁场能转化为电能，为所述传感单元供电；所述电池与所述传感单元连接，用于为所述传感单元供电。
[0007]可选地，所述传感单元，包括：温度传感头、数模转换模块、处理器、能量管理模块及无线数据传输模块，其中，所述温度传感头与所述数模转换模块连接，用于采集换流阀运行温度，并将所述运行温度发送至所述数模转换模块；所述数模转换模块与所述处理器连接，用于将所述运行温度转换为数字量信号后发送至所述处理器；所述处理器与所述无线数据传输模块连接，用于将接收的数字量运行温度发送至所述无线数据传输模块；所述无线数据传输模块与后台上位机连接，用于将所述运行温度发送至后台上位机；所述能量管理模块分别与所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块连接，用于为所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块供电。
[0008]可选地，所述能量管理模块，包括：温差取能管理模块、磁场取能管理模块及储能模块，其中，所述温差取能管理模块的输入端与所述温差取能装置连接，所述温差取能管理模块的输出端与所述储能模块的第一输入端连接，用于将所述温差取能装置输送的电能进行升压处理，并将升压处理后的直流电输送至所述储能模块进行存储；所述磁场取能管理模块的输入端与所述磁场取能装置连接，所述磁场取能管理模块的输出端与所述储能模块的第二输入端连接，用于将所述磁场取能装置输送的交流电转换为直流电，并将直流电输送至所述储能模块进行存储；所述储能模块的输出端分别与所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块连接，用于为所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块供电。
[0009]可选地，所述温差取能管理模块，包括：自振荡电路、选择电路及PWM控制电路，其中，所述自振荡电路的第一端与所述温差取能装置连接，所述自振荡电路的第二端与所述选择电路的第一端连接，所述自振荡电路的第三端与所述PWM控制电路的第一端连接；所述PWM控制电路的第二端与所述选择电路的第二端连接，所述PWM控制电路的第三端与所述储能模块连接。
[0010]可选地，所述自振荡电路，包括：电荷泵、变压器及第一电容，其中，所述电荷泵的第一端分别与所述温差取能装置、所述变压器一次侧绕组的第一端、所述变压器二次侧绕组的第二端及所述第一电容的第一端连接，所述电荷泵的第二端分别与所述变压器二次侧绕组的第一端、所述选择电路的第一端及所述PWM控制电路连接，所述电荷泵的第三端与所述PWM控制电路连接；所述变压器一次侧绕组的第二端与所述选择电路的第二端连接；所述第一电容的第二端接地。
[0011]可选地，所述PWM控制电路，包括：稳压器、整流器、PWM发生器、第一电阻、第二电阻及晶体管，其中，所述稳压器的第一端分别与所述电荷泵的第三端连接，所述稳压器的第二端与所述PWM发生器的第一端连接，所述稳压器的第三端接地；所述PWM发生器的第二端与所述选择电路的第三端连接，所述PWM发生器的第三端分别与所述第一电阻的第二端及所述晶体管的第一端连接，所述PWM发生器的第四端接地；所述整流器的第一端分别与所述电荷泵的第二端、所述变压器二次侧绕组的第一端及所述选择电路的第一端连接，所述整流器的第二端分别与所述第一电阻的第一端及所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端接地；所述晶体管的控制端与所述第二电阻的第三端连接，所述晶体管的第二端接地。
[0012]可选地，所述传感单元，还包括：数据存储模块，所述数据存储模块与所述处理器连接，用于存储换流阀运行温度信息和传感器设置参数。
[0013]可选地，所述传感单元与所述供电单元并列安装在所述换流阀散热片表面，所述传感单元通过屏蔽双绞线与所述供电单元连接。
[0014]可选地，所述传感单元与所述供电单元一体化设计，并安装在所述换流阀散热片表面。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]本专利技术提供的换流阀温度监测传感器，换流阀温度监测传感器安装于换流阀散热片表面，换流阀温度监测传感器包括：供电单元及传感单元，其中，传感单元用于采集换流阀运行温度，并将运行温度发送至后台上位机；供电单元用于采用温差取能和/或磁场取能
方式为传感单元供电。在本专利技术实施例中，通过采用温差取能和/或磁场取能方式为换流阀温度监测传感器供电，可实现换流阀温度监测传感器节点的自供电，极大改善传感节点对电池的依赖，大幅增加传感节点应用的灵活性和免维护性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例中换流阀半导体器件组件示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例中换流阀温度监测传感器安装示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例中换流阀温度监测传感器一个示例的原理框图；
[0021]图4为本专利技术实施例中换流阀温度监测传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀温度监测传感器，其特征在于，所述换流阀温度监测传感器安装于所述换流阀散热片表面，所述换流阀温度监测传感器包括：供电单元及传感单元，其中，所述传感单元用于采集换流阀运行温度，并将所述运行温度发送至后台上位机；所述供电单元用于采用温差取能和/或磁场取能方式为所述传感单元供电。2.根据权利要求1所述的换流阀温度监测传感器，其特征在于，所述供电单元，包括：温差取能装置、磁场取能装置及电池，其中，所述温差取能装置与所述传感单元连接，用于将换流阀表面与周围环境热交换产生的热能转化为电能，为所述传感单元供电；所述磁场取能装置与所述传感单元连接，用于耦合换流阀周围磁场能，将所述磁场能转化为电能，为所述传感单元供电；所述电池与所述传感单元连接，用于为所述传感单元供电。3.根据权利要求2所述的换流阀温度监测传感器，其特征在于，所述传感单元，包括：温度传感头、数模转换模块、处理器、能量管理模块及无线数据传输模块，其中，所述温度传感头与所述数模转换模块连接，用于采集换流阀运行温度，并将所述运行温度发送至所述数模转换模块；所述数模转换模块与所述处理器连接，用于将所述运行温度转换为数字量信号后发送至所述处理器；所述处理器与所述无线数据传输模块连接，用于将接收的数字量运行温度发送至所述无线数据传输模块；所述无线数据传输模块与后台上位机连接，用于将所述运行温度发送至后台上位机；所述能量管理模块分别与所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块连接，用于为所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块供电。4.根据权利要求3所述的换流阀温度监测传感器，其特征在于，所述能量管理模块，包括：温差取能管理模块、磁场取能管理模块及储能模块，其中，所述温差取能管理模块的输入端与所述温差取能装置连接，所述温差取能管理模块的输出端与所述储能模块的第一输入端连接，用于将所述温差取能装置输送的电能进行升压处理，并将升压处理后的直流电输送至所述储能模块进行存储；所述磁场取能管理模块的输入端与所述磁场取能装置连接，所述磁场取能管理模块的输出端与所述储能模块的第二输入端连接，用于将所述磁场取能装置输送的交流电转换为直流电，并将直流电输送至所述储能模块进行存储；所述储能模块的输出端分别与所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块连接，用于为所述处理器、所述数模转换模块及所述无线数据传输模块供电。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰天，蓝元良，刘伟麟，何秦慰，盛财旺，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司国网山西省电力公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：