一种自取能电力监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种自取能电力监测装置，属于电力系统输电线路技术领域。自取能电力监测装置包括取能线圈、电流传感模块和处理器；所述取能线圈与所述电流传感模块连接；所述电流传感模块与所述处理器连接；所述电流传感模块包括磁场传感模块；所述磁场传感模块用于测量电力系统输电线路周围磁场环境、运行电流和故障电流；所述处理器用于处理所述电流传感模块收集的磁场和电流数据。本发明专利技术利用取能线圈实现自取电力，然后通过电流传感模块获取输电线路周围的磁场数据以及电流数据，最后处理器基于所述磁场数据和电流数据生成输电线路周围的电磁环境特性以及故障电流情况。从而可以有效减少人力成本，降低运维人员的工作量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种自取能电力监测装置


[0001]本专利技术属于电力系统输电线路
，特别是一种自取能电力监测装置。

技术介绍

[0002]输电线路是电力系统的重要组成部分，输电线路的安全稳定运行对电力系统至关重要。长期以来，电力系统依赖专业的运维人员巡检输电线路，以保证稳定的电能传输。然而，这一方式需要消耗大量的人力物力。安装采用自取能技术的在线检测系统，可以不间断地获得电力系统输电线路的运行状态，节省运维成本，提高电力系统可靠性。现有自取能在线监测装置关注于运行工频电流的测量，对故障电流以及电磁环境的测量关注较少。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提出了一种自取能电力监测装置，通过对输电线路中流过的运行电流、故障电流和磁场环境的多维度监测，获得电力系统的运行状态，实现对电力系统各个节点的智能感知。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：一种自取能电力监测装置，包括取能线圈、电流传感模块和处理器；所述取能线圈与电流传感模块连接；所述电流传感模块与所述处理器连接；所述电流传感模块包括磁场传感模块；
[0005]所述磁场传感模块，用于测量电力系统输电线路周围磁场环境、运行电流和故障电流；
[0006]所述处理器，用于处理所述电流传感模块收集的磁场和电流数据。
[0007]优选的，所述电流传感模块为磁场传感器阵列；所述磁场传感器阵列通过多个传感器正交布置，形成阵列探头。
[0008]优选的，所述磁场传感器阵列的阵列探头处于球体上的同一圆周，保证不同传感器与输电线路的距离一致。
[0009]优选的，所述磁场传感模块为巨磁阻传感器。
[0010]优选的，所述巨磁阻传感器包括传感测量芯片，用于测量距离输电线路0.5m、1m、2m和3m处的磁场强度。
[0011]优选的，所述取能线圈包括铁心以及绕铁心绕制的导线,绕铁心绕制的导线的匝数和线径利用三维有限元模型确定。
[0012]优选的，所述的自取能电力监测装置，还包括前端冲击保护模块，用于防止整个系统电压过高；所述前端冲击保护模块与所述取能线圈连接；所述前端冲击保护模块包括瞬态抑制二极管。
[0013]优选的，所述的自取能电力监测装置，还包括整流滤波模块，用于输出直流电压；所述整流滤波模块与所述前端冲击保护模块连接；所述整流滤波模块包括电荷泵电路。
[0014]优选的，所述的自取能电力监测装置，还包括过压保护和能量泄放模块，用于正常运行时电压监测，防止过高的电压破坏传感器并在电压过高时进行过压保护；所述过压保
护和能量泄放模块与所述整流滤波模块连接；所述过压保护和能量泄放模块包括晶闸管过压保护电路。
[0015]优选的，所述的自取能电力监测装置，还包括储能模块，用于存储电量以及在取能线圈无法供电时给装置供电；所述储能模块与所述过压保护和能量泄放模块、所述电流传感模块连接；所述储能模块包括超级电容。
[0016]采用本专利技术实施例，具有如下有益效果：
[0017]本专利技术利用取能线圈实现自取电力，然后通过电流传感模块获取输电线路周围的磁场数据以及电流数据，最后处理器基于所述磁场数据和电流数据生成输电线路周围的电磁环境特性以及故障电流情况。从而可以有效减少人力成本，降低运维人员的工作量。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]其中：
[0020]图1为一个实施例中自取能电力监测装置的结构示意图；
[0021]图2为一个实施例中自取能电力监测装置的雷电流典型曲线示意图；
[0022]图3a为一个实施例中自取能电力监测装置的取能线圈的仿真示意图；
[0023]图3b为一个实施例中自取能电力监测装置的取能线圈示意图；
[0024]图4a为一个实施例中自取能电力监测装置的电流传感模块采用推免式惠斯通电桥的结构示意图；
[0025]图4b为一个实施例中自取能电力监测装置的电流传感模块采用圆形阵列电流传感模块的结构示意图；
[0026]图5为一个实施例中包括前端冲击保护模块的自取能电力监测装置的结构示意图；
[0027]图6为一个实施例中前端冲击保护模块的电路示意图；
[0028]图7为一个实施例中包括前端冲击保护模块和整流滤波模块的自取能电力监测装置的结构示意图；
[0029]图8为一个实施例中整流滤波模块的电路示意图；
[0030]图9为一个实施例中包括前端冲击保护模块、整流滤波模块和过压保护和能量泄放模块的自取能电力监测装置的结构示意图；
[0031]图10为一个实施例中过压保护和能量泄放模块的电路示意图；
[0032]图11为一个实施例中包括前端冲击保护模块、整流滤波模块、过压保护和能量泄放模块和储能模块的自取能电力监测装置的结构示意图；
[0033]图12为一个实施例中超级电容的模型示意图。
[0034]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]图1为一个实施例中自取能电力监测装置的结构示意图。请参照图1，自取能电力监测装置包括取能线圈、电流传感模块和处理器；取能线圈与电流传感模块连接；电流传感模块与处理器连接；电流传感模块包括磁场传感模块。
[0037]处理器，用于处理电流传感模块收集的磁场和电流数据。基于电流传感模块数据生成输电线路周围电磁环境特性。
[0038]在一些实施例中，取能线圈用于实现自取电力。磁场传感模块由磁场传感器组成，用于测量电力系统输电线路周围磁场环境。通过采集电力系统输电线路周围电磁环境数据，通过磁场传感器的内部芯片，获取电力系统输电线路周围磁场环境。
[0039]电流传感模块由磁场传感器阵列组成，用于测量电力系统输电线路中的运行电流和故障电流。通过对磁场传感器产生的电流数据，进行计算从而测量出运行电流和故障电流大小。
[0040]在一些实施例中，故障电流包括雷电流。雷电流的典型波形如图2所示，雷电流频率相应从0Hz到几百kHz，本实施例所采用的磁场传感器可以检测0Hz到几MHz电流产生的磁场，满足雷电流的测量需求。在同一线路多处安装本专利技术的自取能电力监测装置，可以有效监测雷击事故的出现位置和出现概率，为后续电网的规划建造提供参考，从而可以有效监测雷击事故的出现位置和出现概率，为后续电网的规划建造提供参考。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自取能电力监测装置，其特征在于，包括取能线圈、电流传感模块和处理器；所述取能线圈与所述电流传感模块连接；所述电流传感模块与所述处理器连接；所述电流传感模块包括磁场传感模块；所述磁场传感模块用于测量电力系统输电线路周围磁场环境、运行电流和故障电流；所述处理器用于处理所述电流传感模块收集的磁场和电流数据。2.根据权利要求1所述的自取能电力监测装置，其特征在于，所述电流传感模块包括磁场传感器阵列；所述磁场传感器阵列通过多个传感器正交布置，形成阵列探头。3.根据权利要求2所述的自取能电力监测装置，其特征在于，所述磁场传感器阵列的阵列探头处于球体上的同一圆周，保证不同传感器与输电线路的距离一致。4.根据权利要求1所述的自取能电力监测装置，其特征在于，所述磁场传感模块为巨磁阻传感器。5.根据权利要求4所述的自取能电力监测装置，其特征在于，所述巨磁阻传感器包括传感测量芯片，用于测量距离输电线路0.5m、1m、2m和3m处的磁场强度。6.根据权利要求1所述的自取能电力监测装置，其特征在于，所述取能线圈包括铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭向宇，李文云，敖刚，徐肖伟，卢勇，张文斌，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：