專利名稱：電力信號感應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于我國經(jīng)濟發(fā)展不平衡，盜竊成為一個嚴(yán)重的社會問題。作為我國國民生產(chǎn)生活的重要保障，電力系統(tǒng)也面臨著嚴(yán)重的盜竊問題。為了防止電類設(shè)備、電纜、變壓器等電力設(shè)施被不法分子偷竊，國內(nèi)已經(jīng)開始安裝電力信號感應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)電力設(shè)施被破壞和偷竊時，電力線路上電信號的電力參數(shù)將發(fā)生變化，如當(dāng)某條電纜被剪斷時，該條電纜上的電壓將發(fā)生大的變化。傳統(tǒng)的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)可以對電網(wǎng)上的電力信號進行感應(yīng)監(jiān)控，提高了電力系統(tǒng)的安全性。然而，傳統(tǒng)的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)往往采用蓄電池進行供電。蓄電池的供電效果容易受環(huán)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?zé)o法很好的為電力信號感應(yīng)系統(tǒng)供電。另外，現(xiàn)有的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)往往通過全球移動通訊系統(tǒng)GSM這一公共網(wǎng)絡(luò)將電力信號的電力參數(shù)發(fā)送到用戶接警手機上。由于GSM上發(fā)送的信息容易被不法分子截獲或更換，因此現(xiàn)有的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)也存在信號傳輸安全性低的問題。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，以解決蓄電池供電方式無法很好的進行供電的問題并提高信號傳輸安全性，技術(shù)方案如下一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，包括電壓互感器、信號調(diào)理電路、微控制器、感應(yīng)取電模塊和信號傳輸模塊，所述電壓互感器，用于從配電線路中采集電力信號；所述信號調(diào)理電路，用于對所述電力信號進行處理，得到數(shù)字信號形式的電力信號；所述微控制器，用于采樣所述數(shù)字信號形式的電力信號并經(jīng)快速傅里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(shù)并將所述參數(shù)發(fā)送到所述信號傳輸模塊；所述信號傳輸模塊，用于將所述參數(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送出去；所述感應(yīng)取電模塊，用于從配電線路中感應(yīng)取電并為所述信號調(diào)理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。優(yōu)選的，所述信號調(diào)理電路包括加法運算電路、有源低通濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述加法運算電路，用于對所述電力信號進行電平移位；所述有源低通濾波電路，用于對進行電平移位后的電力信號進行濾波；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對濾波后的電力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號形式的電力信號。優(yōu)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(yōu)選的，所述奇次諧波分量的參數(shù)包括頻率、有效值、幅值和三相平衡度。優(yōu)選的，所述信號傳輸模塊為射頻通信模塊。優(yōu)選的，所述感應(yīng)取電模塊為感應(yīng)取電線圈。優(yōu)選的，所還包括鋰電池，為所述信號調(diào)理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。優(yōu)選的，還包括報警裝置，用于在所述奇次諧波分量的參數(shù)高于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值時進行報警。優(yōu)選的，還包括10輸出模塊，用于輸出控制信號。優(yōu)選的，還包括485通信模塊，用于與其他設(shè)備進行通信。通過應(yīng)用以上技術(shù)方案，本實用新型提供的一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)可以通過從配電線路中感應(yīng)取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環(huán)境因素影響較小，從而保證了電力信號感應(yīng)系統(tǒng)的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，由于物聯(lián)網(wǎng)可以單獨建設(shè)成專有網(wǎng)絡(luò)，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩暂^高。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)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(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(yīng)系統(tǒng)中信號調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)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(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)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(shù)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。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，包括電壓互感器 100、信號調(diào)理電路200、微控制器300、感應(yīng)取電模塊400和信號傳輸模塊500，電壓互感器100，用于從配電線路中采集電力信號；信號調(diào)理電路200，用于對所述電力信號進行處理，得到數(shù)字信號形式的電力信號；CN 202196128 U
說明書
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具體的，可以對電力信號電平移位后進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而得到數(shù)字信號形式的電力信號。當(dāng)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，用于采樣所述數(shù)字信號形式的電力信號并經(jīng)快速傅里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(shù)并將所述參數(shù)發(fā)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(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，快速傅里葉變換可以計算得到奇次諧波分量和偶次諧波分量。 但由于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(yīng)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(tǒng)中，由于對稱關(guān)系，偶次諧波已經(jīng)被消除，因此只有奇次諧波分量存在。由于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(yīng)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(shù)可以包括頻率、有效值、幅值和三相平衡度。由于奇次諧波分量是正弦波，因此它的各個參數(shù)即為正弦波所具有的參數(shù)，如頻率、幅值、有效值和相位等，在電力系統(tǒng)中，還將涉及到三相平衡度這一參數(shù)。在實際應(yīng)用中，頻率和幅值是最能夠體現(xiàn)諧波特性的參數(shù)，因此可以僅對這兩個參數(shù)進行計算即可。在實際應(yīng)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(shù)進行存儲。信號傳輸模塊500，用于將所述參數(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送出去；其中，信號傳輸模塊500可以為射頻通信模塊。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，射頻通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。感應(yīng)取電模塊400，用于從配電線路中感應(yīng)取電并為信號調(diào)理電路200、微控制器 300和信號傳輸模塊500供電。其中，感應(yīng)取電模塊400可以為感應(yīng)取電線圈。在實際應(yīng)用中，感應(yīng)取電模塊400 可以包括變壓器、全波整流電路和電池管理芯片等，首先使用變壓器感應(yīng)得到交流電，然后通過全波整流電路整流得到脈動電壓，最后通過電池管理芯片對脈動電壓處理，輸出直流電。其中，電池管理芯片可以為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(diào)理電路200、微控制器300和信號傳輸模塊500供電。這樣，在電網(wǎng)出現(xiàn)斷電的情況下，鋰電池仍然可以支持電力信號感應(yīng)系統(tǒng)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(yīng)系統(tǒng)，可以通過從配電線路中感應(yīng)取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環(huán)境因素影響較小，從而保證了電力信號感應(yīng)系統(tǒng)的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，由于物聯(lián)網(wǎng)可以單獨建設(shè)成專有網(wǎng)絡(luò)，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩暂^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(yīng)系統(tǒng)中，信號調(diào)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(shù)轉(zhuǎn)換器230，加法運算電路210，用于對所述電力信號進行電平移位；有源低通濾波電路220，用于對進行電平移位后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(shù)轉(zhuǎn)換器230，用于對濾波后的電力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號形式的電力信號。
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(yīng)系統(tǒng)中，還可以包括報警裝置600，用于在所述奇次諧波分量的參數(shù)高于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值時進行報警。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，由于奇次諧波對電力系統(tǒng)的危害很大，因此需要在奇次諧波中有關(guān)參數(shù)(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(yīng)系統(tǒng)中，還可以包括10輸出模塊700，用于輸出控制信號。在實際應(yīng)用中，本實用新型的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)可能需要根據(jù)奇次諧波分量的參數(shù)輸出一些控制信號到其他設(shè)備中，用以控制其他設(shè)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(yīng)系統(tǒng)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(shè)備及控制方法有多種形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以理解并實施，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(yīng)系統(tǒng)中，還可以包括 485通信模塊800，用于與其他設(shè)備進行通信。在實際應(yīng)用中，可以需要使用其他設(shè)備對本實用新型的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)進行配置等操作，通過485通信模塊800可以實現(xiàn)這一功能。本實用新型提供的一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，可以通過從配電線路中感應(yīng)取電的方式進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環(huán)境因素影響較小，從而保證了電力信號感應(yīng)系統(tǒng)的正常運行。同時，本實用新型可以通過物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，由于物聯(lián)網(wǎng)可以單獨建設(shè)成專有網(wǎng)絡(luò)，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩暂^高。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，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(tǒng)實施例中，作為單元顯示的部件可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。 可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)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(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括電壓互感器、信號調(diào)理電路、微控制器、 感應(yīng)取電模塊和信號傳輸模塊，所述電壓互感器，用于從配電線路中采集電力信號；所述信號調(diào)理電路，用于對所述電力信號進行處理，得到數(shù)字信號形式的電力信號；所述微控制器，用于采樣所述數(shù)字信號形式的電力信號并經(jīng)快速傅里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(shù)并將所述參數(shù)發(fā)送到所述信號傳輸模塊；所述信號傳輸模塊，用于將所述參數(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送出去；所述感應(yīng)取電模塊，用于從配電線路中感應(yīng)取電并為所述信號調(diào)理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括加法運算電路、有源低通濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述加法運算電路，用于對所述電力信號進行電平移位；所述有源低通濾波電路，用于對進行電平移位后的電力信號進行濾波；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對濾波后的電力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號形式的電力信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊為射頻通信模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)取電模塊為感應(yīng)取電線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括鋰電池，為所述信號調(diào)理電路、所述微控制器和所述信號傳輸模塊供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括報警裝置，用于在所述奇次諧波分量的參數(shù)高于相應(yīng)的預(yù)設(shè)值時進行報警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括IO輸出模塊， 用于輸出控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力信號感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括485通信模塊， 用于與其他設(shè)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(yīng)系統(tǒng)，使用電壓互感器從配電線路中采集電力信號并經(jīng)信號調(diào)理電路進行處理，得到數(shù)字信號形式的電力信號，使用微控制器采樣并經(jīng)快速傅里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(shù)，經(jīng)信號傳輸模塊將所述參數(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送出去。由于物聯(lián)網(wǎng)可以單獨建設(shè)成專有網(wǎng)絡(luò)，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩暂^高。本實用新型使用感應(yīng)取電模塊從配電線路中感應(yīng)取電以進行供電，不需要頻繁進行充電，而且受環(huán)境因素影響較小，從而保證了電力信號感應(yīng)系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者張萬生, 胡崇剛, 胡淼龍, 邢濤 申請人:感知物聯(lián)網(wǎng)集團(無錫)有限公司, 無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院