電力信號感應系統的製作方法
2023-11-05 14:26:27
專利名稱：電力信號感應系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力監控技術領域，特別是涉及一種電力信號感應系統。
背景技術：
由於我國經濟發展不平衡，盜竊成為一個嚴重的社會問題。作為我國國民生產生活的重要保障，電力系統也面臨著嚴重的盜竊問題。為了防止電類設備、電纜、變壓器等電力設施被不法分子偷竊，國內已經開始安裝電力信號感應系統。當電力設施被破壞和偷竊時，電力線路上電信號的電力參數將發生變化，如當某條電纜被剪斷時，該條電纜上的電壓將發生大的變化。傳統的電力信號感應系統可以對電網上的電力信號進行感應監控，提高了電力系統的安全性。然而，傳統的電力信號感應系統往往採用蓄電池進行供電。蓄電池的供電效果容易受環境因素(如溫度)的影響，而且需要頻繁的為進行充電，因此蓄電池無法很好的為電力信號感應系統供電。另外，現有的電力信號感應系統往往通過全球移動通訊系統GSM這一公共網絡將電力信號的電力參數發送到用戶接警手機上。由於GSM上發送的信息容易被不法分子截獲或更換，因此現有的電力信號感應系統也存在信號傳輸安全性低的問題。
實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供一種電力信號感應系統，以解決蓄電池供電方式無法很好的進行供電的問題並提高信號傳輸安全性，技術方案如下一種電力信號感應系統，包括電壓互感器、信號調理電路、微控制器、感應取電模塊和信號傳輸模塊，所述電壓互感器，用於從配電線路中採集電力信號；所述信號調理電路，用於對所述電力信號進行處理，得到數位訊號形式的電力信號；所述微控制器，用於採樣所述數位訊號形式的電力信號並經快速傅立葉變換計算得到奇次諧波分量，計算得到奇次諧波分量的參數並將所述參數發送到所述信號傳輸模塊；所述信號傳輸模塊，用於將所述參數通過物聯網發送出去；所述感應取電模塊，用於從配電線路中感應取電並為所述信號調理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。優選的，所述信號調理電路包括加法運算電路、有源低通濾波電路和模數轉換器，所述加法運算電路，用於對所述電力信號進行電平移位；所述有源低通濾波電路，用於對進行電平移位後的電力信號進行濾波；所述模數轉換器，用於對濾波後的電力信號進行模數轉換，得到數位訊號形式的電力信號。優選的，所述微控制器計算得到的奇次諧波分量為1、3、5和7次諧波分量。優選的，所述奇次諧波分量的參數包括頻率、有效值、幅值和三相平衡度。優選的，所述信號傳輸模塊為射頻通信模塊。優選的，所述感應取電模塊為感應取電線圈。優選的，所還包括鋰電池，為所述信號調理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。優選的，還包括報警裝置，用於在所述奇次諧波分量的參數高於相應的預設值時進行報警。優選的，還包括10輸出模塊，用於輸出控制信號。優選的，還包括485通信模塊，用於與其他設備進行通信。通過應用以上技術方案，本實用新型提供的一種電力信號感應系統可以通過從配電線路中感應取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環境因素影響較小，從而保證了電力信號感應系統的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯網進行數據傳輸，由於物聯網可以單獨建設成專有網絡，因此數據傳輸的安全性較高。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的一種電力信號感應系統的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統中信號調理電路的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統的結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統的結構示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本實用新型保護的範圍。如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種電力信號感應系統，包括電壓互感器 100、信號調理電路200、微控制器300、感應取電模塊400和信號傳輸模塊500，電壓互感器100，用於從配電線路中採集電力信號；信號調理電路200，用於對所述電力信號進行處理，得到數位訊號形式的電力信號；CN 202196128 U
說明書
3/4頁
具體的，可以對電力信號電平移位後進行模數轉換，從而得到數位訊號形式的電力信號。當然，為了提高電力信號的有效性，還可以對電力信號進行濾波等處理，本實用新型在此不做限定。微控制器300，用於採樣所述數位訊號形式的電力信號並經快速傅立葉變換計算得到奇次諧波分量，計算得到奇次諧波分量的參數並將所述參數發送到信號傳輸模塊；其中，微控制器300計算得到的奇次諧波分量可以為1、3、5和7次諧波分量。本領域技術人員可以理解的是，快速傅立葉變換可以計算得到奇次諧波分量和偶次諧波分量。 但由於奇次諧波分量比偶次諧波分量造成的危害要大很多，因此在實際應用中可以僅對奇次諧波分量進行計算即可。同時，在平衡的三相電力系統中，由於對稱關係，偶次諧波已經被消除，因此只有奇次諧波分量存在。由於1、3、5和7次諧波分量與其他奇次諧波分量相比危害更大，因此為了減小計算量，在實際應用中可以僅對1、3、5和7次諧波分量進行計算。其中，奇次諧波分量的參數可以包括頻率、有效值、幅值和三相平衡度。由於奇次諧波分量是正弦波，因此它的各個參數即為正弦波所具有的參數，如頻率、幅值、有效值和相位等，在電力系統中，還將涉及到三相平衡度這一參數。在實際應用中，頻率和幅值是最能夠體現諧波特性的參數，因此可以僅對這兩個參數進行計算即可。在實際應用中，微處理器300還可以與存儲器相連接，對奇次諧波分量的參數進行存儲。信號傳輸模塊500，用於將所述參數通過物聯網發送出去；其中，信號傳輸模塊500可以為射頻通信模塊。本領域技術人員可以理解的是，射頻通信技術是物聯網的重要組成部分。感應取電模塊400，用於從配電線路中感應取電並為信號調理電路200、微控制器 300和信號傳輸模塊500供電。其中，感應取電模塊400可以為感應取電線圈。在實際應用中，感應取電模塊400 可以包括變壓器、全波整流電路和電池管理晶片等，首先使用變壓器感應得到交流電，然後通過全波整流電路整流得到脈動電壓，最後通過電池管理晶片對脈動電壓處理，輸出直流電。其中，電池管理晶片可以為TPS62112。在本實用新型其他實施例中，還可以同時使用鋰電池為信號調理電路200、微控制器300和信號傳輸模塊500供電。這樣，在電網出現斷電的情況下，鋰電池仍然可以支持電力信號感應系統進行工作，提高了可靠性。本實用新型提供的一種電力信號感應系統，可以通過從配電線路中感應取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環境因素影響較小，從而保證了電力信號感應系統的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯網進行數據傳輸，由於物聯網可以單獨建設成專有網絡，因此數據傳輸的安全性較高。如圖2所示，本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統中，信號調理電路200包括加法運算電路210、有源低通濾波電路220和模數轉換器230，加法運算電路210，用於對所述電力信號進行電平移位；有源低通濾波電路220，用於對進行電平移位後的電力信號進行濾波；具體的，有源低通濾波電路220可以為二階低通巴特沃斯濾波器。模數轉換器230，用於對濾波後的電力信號進行模數轉換，得到數位訊號形式的電力信號。
5[0051]如圖3所示，在本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統中，還可以包括報警裝置600，用於在所述奇次諧波分量的參數高於相應的預設值時進行報警。本領域技術人員可以理解的是，由於奇次諧波對電力系統的危害很大，因此需要在奇次諧波中有關參數(如頻率)過大時送出報警信號或直接通過報警裝置進行報警。具體的，報警裝置600可以包括音頻輸出裝置，如喇叭、蜂鳴器，也可以同時包括屏幕、燈等裝置。如圖4所示，在本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統中，還可以包括10輸出模塊700，用於輸出控制信號。在實際應用中，本實用新型的電力信號感應系統可能需要根據奇次諧波分量的參數輸出一些控制信號到其他設備中，用以控制其他設備的運行。舉例來說，如果有一遠程報警裝置與本實用新型的電力信號感應系統相連接，則所輸出的報警控制信號可以通過IO 輸出模塊700輸出到遠程報警裝置中，控制其進行報警。具體的設備及控制方法有多種形式，本領域技術人員均可以理解並實施，本實用新型在此不再累述。如圖5所示，本實用新型實施例提供的另一種電力信號感應系統中，還可以包括 485通信模塊800，用於與其他設備進行通信。在實際應用中，可以需要使用其他設備對本實用新型的電力信號感應系統進行配置等操作，通過485通信模塊800可以實現這一功能。本實用新型提供的一種電力信號感應系統，可以通過從配電線路中感應取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環境因素影響較小，從而保證了電力信號感應系統的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯網進行數據傳輸，由於物聯網可以單獨建設成專有網絡，因此數據傳輸的安全性較高。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。以上所描述的系統實施例中，作為單元顯示的部件可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。 可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電力信號感應系統，其特徵在於，包括電壓互感器、信號調理電路、微控制器、 感應取電模塊和信號傳輸模塊，所述電壓互感器，用於從配電線路中採集電力信號；所述信號調理電路，用於對所述電力信號進行處理，得到數位訊號形式的電力信號；所述微控制器，用於採樣所述數位訊號形式的電力信號並經快速傅立葉變換計算得到奇次諧波分量，計算得到奇次諧波分量的參數並將所述參數發送到所述信號傳輸模塊；所述信號傳輸模塊，用於將所述參數通過物聯網發送出去；所述感應取電模塊，用於從配電線路中感應取電並為所述信號調理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。
2.根據權利要求1所述的電力信號感應系統，其特徵在於，所述信號調理電路包括加法運算電路、有源低通濾波電路和模數轉換器，所述加法運算電路，用於對所述電力信號進行電平移位；所述有源低通濾波電路，用於對進行電平移位後的電力信號進行濾波；所述模數轉換器，用於對濾波後的電力信號進行模數轉換，得到數位訊號形式的電力信號。
3.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，所述信號傳輸模塊為射頻通信模塊。
4.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，所述感應取電模塊為感應取電線圈。
5.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，還包括鋰電池，為所述信號調理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。
6.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，還包括報警裝置，用於在所述奇次諧波分量的參數高於相應的預設值時進行報警。
7.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，還包括IO輸出模塊， 用於輸出控制信號。
8.根據權利要求1或2所述的電力信號感應系統，其特徵在於，還包括485通信模塊， 用於與其他設備進行通信。
專利摘要本實用新型公開了一種電力信號感應系統，使用電壓互感器從配電線路中採集電力信號並經信號調理電路進行處理，得到數位訊號形式的電力信號，使用微控制器採樣並經快速傅立葉變換計算得到奇次諧波分量，計算得到奇次諧波分量的參數，經信號傳輸模塊將所述參數通過物聯網發送出去。由於物聯網可以單獨建設成專有網絡，因此數據傳輸的安全性較高。本實用新型使用感應取電模塊從配電線路中感應取電以進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環境因素影響較小，從而保證了電力信號感應系統的正常運行。
文檔編號G01R1/02GK202196128SQ20112023668
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者張萬生, 胡崇剛, 胡淼龍, 邢濤 申請人:感知物聯網集團(無錫)有限公司, 無錫物聯網產業研究院