專利名稱：輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及輸電線路監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輸電線路監(jiān)測裝置是安裝在超高壓輸電線路鐵塔上的用于監(jiān)測超高壓輸電線路結(jié)冰厚度、舞動幅度、鐵塔傾斜度以及周圍氣象參數(shù)的裝置，其處于崇山峻嶺之中，工作環(huán)境惡劣、可靠性要求很高。為確保輸電線路監(jiān)測裝置可靠工作，對其使用的電池的充放電和與電池有關(guān)的參數(shù)，必須要有可靠的、智能化的控制；為及時掌握電池的使用情況，還需要對電池的參數(shù)進行遠程監(jiān)測。目前，輸電線路監(jiān)測裝置所使用的電池雖然有智能化的充放電控制功能以及遠程電池參數(shù)監(jiān)測功能，但總體來講充放電控制不夠精確，采集的電池參數(shù)也不夠準確。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，使現(xiàn)有輸電線路監(jiān)測裝置的電池具有更加精確的智能化充放電管理功能且能通過輸電線路監(jiān)測裝置對電池的主要參數(shù)進行更準確的監(jiān)測；同時集成太陽能和風能兩種供電模式，提高系統(tǒng)的供電能力，減少因系統(tǒng)供電能力不足而導(dǎo)致的輸電線路監(jiān)測裝置停止運行，以及蓄電池過度放電等故障。本實用新型的技術(shù)方案如下:一種輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，由太陽能電池板、控制電路板、蓄電池和風力發(fā)電機組成；所述控制電路板分別與太陽能電池板、蓄電池和風力發(fā)電機相連接；所述控制電路板的組成包括微控制器MCU、溫度傳感器、電壓采集單元、RS485通訊單元、充電控制單元、放電控制單元、直接輸出單元以及電源輸出接口 ；所述微控制器MCU采集溫度傳感器和電壓采集單元的電壓并進行計算和分析，控制充電控制單元和放電控制單元對蓄電池進行充放電控制；微控制器MCU通過RS485通訊單元與輸電線路監(jiān)測裝置通信；所述直接輸出單元將太陽能電池板或風力發(fā)電機的輸出電壓升高后直接輸出給輸電線路監(jiān)測裝置；所述電源輸出接口通過蓄電池或直接輸出單元為輸電線路監(jiān)測裝置供電。其進一步的技術(shù)方案為:所述蓄電池為耐低溫鉛酸蓄電池。其進一步的技術(shù)方案為:所述控制電路板和蓄電池一起放置在一個專用的箱子里。其進一步的技術(shù)方案為:所述太陽能電池板、控制電路板、蓄電池和風力發(fā)電機之間以導(dǎo)線束相互連接。其進一步的技術(shù)方案為:所述控制電路板通過由電源線和通信線組成的導(dǎo)線束與輸電線路監(jiān)測裝置相連接；在所述導(dǎo)線束接口處使用氣體放電管和瞬態(tài)電壓抑制二極管進行防雷保護，并通過磁環(huán)包裹導(dǎo)線束。其進一步的技術(shù)方案為:所述控制電路板對是通過太陽能電池板還是風力發(fā)電機供電進行邏輯控制；當太陽能電池板輸出電壓高于風力發(fā)電機時，通過太陽能電池板供電；反之，通過風力發(fā)電機供電。其進一步的技術(shù)方案為:所述微控制器MCU選用Microchip公司的PIC16F88 ；所述溫度傳感器選用MAX6613溫度傳感器；所述電壓采集單元采用高精度電阻進行分壓采集；所述RS485通訊單元采用MAX3085芯片；所述充電控制單元和放電控制單元采用IRF540芯片；所述直接輸出單元采用GS3663芯片；所述電源輸出接口采用可自恢復(fù)保險絲和限流電阻。本實用新型的有益技術(shù)效果是:一、使用耐低溫可以反復(fù)充放電的鉛酸蓄電池作為輸電線路監(jiān)測裝置的電池，使輸電線路監(jiān)測裝置的整機工作溫度能從使用鎳鎘電池的-20°C降到_40°C。二、控制電路板使用智能充放電控制集成電路，使鉛酸蓄電池按照預(yù)先設(shè)定的、符合鉛酸蓄電池充放電曲線要求的電壓、電流、時間等物理量進行充電和放電，和普通充放電方式相比，能大大提高電源效率、延長電池使用壽命。三、將控制電路板和鉛酸蓄電池放置在同一個箱體內(nèi)，實時監(jiān)測蓄電池的真實溫度、電壓、充電/放電狀態(tài)、電池容量等參數(shù)，使智能充放電控制集成電路對蓄電池實施實時性充放電控制，和現(xiàn)有的其他產(chǎn)品相比，參數(shù)值更真實、準確度更高、控制更精確。四、將控制電路板上的數(shù)據(jù)總線和輸電線路監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)總線相連，可以利用GPRS/CDMA等通信方式，通過輸電線路監(jiān)測裝置，遠程監(jiān)測蓄電池的參數(shù)，減少更換蓄電池的盲目性，提高蓄電池的使用效率，節(jié)約輸電線路監(jiān)測裝置的運行成本。五、通過直接輸出單元，可以將太陽能電池板或者風力發(fā)電機輸出的電能直接提供給輸電線路監(jiān)測裝置，不需要每次都消耗蓄電池的電能，從而可以增加蓄電池的使用天數(shù)，減少蓄電池的使用次數(shù)，延長蓄電池的使用壽命。六、在導(dǎo)線束接口處做了防雷保護，使用氣體放電管和瞬態(tài)電壓抑制二極管來進行防雷保護，可以有效防止雷擊。通過磁環(huán)包裹導(dǎo)線束，有效的防止了電磁干擾。七、電源輸出接口采用可自恢復(fù)保險絲和限流電阻，防止電流過大，燒毀輸電線路監(jiān)測裝置。

圖1是本實用新型的電路連接示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。本實用新型的電路如圖1所示，由太陽能電池板1、控制電路板2、蓄電池3和風力發(fā)電機4組成。其中控制電路板2的組成包括:微控制器MCU5、溫度傳感器6、電壓采集單元7、RS485通訊單元8、充電控制單元9、放電控制單元10、直接輸出單元11以及電源輸出接口 12。上述控制電路板2分別與太陽能電池板1、蓄電池3和風力發(fā)電機4相連接。太陽能電池板1、控制電路板2、蓄電池3和風力發(fā)電機4相互之間以導(dǎo)線束相連接?？刂齐娐钒?和蓄電池3 —起放置在一個專用箱子里。控制電路板2又通過由電源線和通信線組成的導(dǎo)線束與輸電線路監(jiān)測裝置相連接。上述導(dǎo)線束接口處做防雷保護，并通過磁環(huán)包裹。本實施例中，太陽能電池板I選用最大輸出電壓17.6V，最大輸出電流2.56A的普通太陽能電池板。風力發(fā)電機4選用最大輸出電壓18V，最大輸出電流4.4A的風力發(fā)電機。蓄電池3選用工作溫度范圍為_55°C -75°C、電壓12V、容量50Ah的純鉛薄極密封閥控式免維護鉛酸蓄電池(組)。微控制器MCU5選用Microchip公司的PIC16F88。溫度傳感器6選用MAX6613溫度傳感器，電壓采集單元6采用高精度電阻進行分壓采集，RS485通訊單元8采用MAX3085芯片，充電控制單元9和放電控制單元10采用IRF540芯片，直接輸出單元11采用GS3663芯片。電源輸出接口 12采用可自恢復(fù)保險絲和限流電阻。本實用新型的工作原理如下:控制電路板2是以智能充放電控制集成電路為主組成的。通過微控制器MCU5對采集的與其連接的溫度傳感器6和電壓采集單元7的電壓的計算和分析，來實時監(jiān)測蓄電池3的真實溫度、電壓、充電/放電狀態(tài)、電池容量等參數(shù)。通過微控制器MCU5控制與其連接的充電控制單元9和放電控制單元10，來實現(xiàn)對蓄電池3實時性充放電控制。通過與微控制器MCU5連接的RS485通訊單元8來實現(xiàn)本系統(tǒng)與輸電線路監(jiān)測裝置通信。輸電線路監(jiān)測裝置再通過GPRS/CDMA和服務(wù)器通信，使遠方的控制者隨時可以對蓄電池3的充放電狀態(tài)以及諸如溫度、電壓、充電/放電狀態(tài)、電池容量等參數(shù)進行監(jiān)測。直接輸出單元11分別與太陽能電池板I和風力發(fā)電機4連接，直接輸出單元11將太陽能電池板I或風力發(fā)電機4的輸出電壓通過GS3663芯片升高到一定電壓值后,直接輸出給輸電線路監(jiān)測裝置。通過直接輸出單元11，可以在有太陽直射的晴朗天氣或有一定風力的情況下，直接通過太陽能電池板I或風力發(fā)電機4對輸電線路監(jiān)測裝置供電，不需要消耗蓄電池3的電量。電源輸出接口 12分別與蓄電池3和直接輸出單元11連接，是給輸電線路監(jiān)測裝置供電的輸出接口。電源輸出接口 12采用可自恢復(fù)保險絲和限流電阻，防止電流過大，燒毀輸電線路監(jiān)測裝置。在系統(tǒng)運行過程，決定是通過太陽能電池板I還是風力發(fā)電機4供電，完全取決于控制電路板2的邏輯控制。當太陽能電池板I輸出電壓高于風力發(fā)電機4時，通過太陽能電池板I對輸電線路監(jiān)測裝置供電；反之，則通過風力發(fā)電機4對輸電線路監(jiān)測裝置供電。基于上述結(jié)構(gòu)，本實用新型由太陽能電池板及風力發(fā)電機產(chǎn)生電能，通過導(dǎo)線束和與鉛酸蓄電池位于同一個箱體內(nèi)的控制電路板相連，控制電路板再通過導(dǎo)線束分別和鉛酸蓄電池及輸電線路監(jiān)測裝置相連，使外界能通過輸電線路監(jiān)測裝置對鉛酸蓄電池的參數(shù)進行遠程監(jiān)測。其中，控制電路板上的電子元器件對鉛酸蓄電池進行智能化充放電控制和測量鉛酸蓄電池的參數(shù)?？刂齐娐钒迳系闹悄艹浞烹娍刂萍呻娐凡捎霉袒顺绦虻奈⑻幚砥?，其內(nèi)部有通用邏輯和專用軟件，其外部由傳感器、控制單元和通訊單元等外圍電路組成。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認為包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:由太陽能電池板(I)、控制電路板(2)、蓄電池(3)和風力發(fā)電機(4)組成；所述控制電路板(2)分別與太陽能電池板(I)、蓄電池(3)和風力發(fā)電機(4)相連接； 所述控制電路板(2)的組成包括微控制器MCU(5)、溫度傳感器(6)、電壓采集單元(7)、RS485通訊單元(8)、充電控制單元(9)、放電控制單元(10)、直接輸出單元(11)以及電源輸出接口( 12 );所述微控制器MCU (5 )采集溫度傳感器(6 )和電壓采集單元(7 )的電壓并進行計算和分析，控制充電控制單元(9)和放電控制單元(10)對蓄電池(3)進行充放電控制；微控制器MCU (5)通過RS485通訊單元(8)與輸電線路監(jiān)測裝置通信；所述直接輸出單元(11)將太陽能電池板(I)或風力發(fā)電機(4)的輸出電壓升高后直接輸出給輸電線路監(jiān)測裝置；所述電源輸出接口(12)通過蓄電池(3)或直接輸出單元(11)為輸電線路監(jiān)測裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄電池(3)為耐低溫鉛酸蓄電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路板(2 )和蓄電池(3 ) —起放置在一個專用的箱子里。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能電池板(I)、控制電路板(2 )、蓄電池(3 )和風力發(fā)電機(4 )之間以導(dǎo)線束相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路板(2)通過由電源線和通信線組成的導(dǎo)線束與輸電線路監(jiān)測裝置相連接；在所述導(dǎo)線束接口處使用氣體放電管和瞬態(tài)電壓抑制二極管進行防雷保護，并通過磁環(huán)包裹導(dǎo)線束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電路板(2)對是通過太陽能電池板(I)還是風力發(fā)電機(4)供電進行邏輯控制；當太陽能電池板(I)輸出電壓高于風力發(fā)電機(4 )時，通過太陽能電池板(I)供電；反之，通過風力發(fā)電機(4)供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器MCU (5)選用Microchip公司的PIC16F88 ;所述溫度傳感器(6)選用MAX6613溫度傳感器；所述電壓采集單元(7)采用高精度電阻進行分壓采集；所述RS485通訊單元(8)采用MAX3085芯片；所述充電控制單元(9)和放電控制單元(10)采用IRF540芯片；所述直接輸出單元(11)采用GS3663芯片；所述電源輸出接口(12)采用可自恢復(fù)保險絲和限流電阻。
專利摘要本實用新型提供一種輸電線路監(jiān)測裝置的風光互補供電系統(tǒng)，由太陽能電池板及風力發(fā)電機產(chǎn)生電能，通過導(dǎo)線束和與鉛酸蓄電池位于同一個箱體內(nèi)的控制電路板相連，控制電路板再通過導(dǎo)線束分別和鉛酸蓄電池及輸電線路監(jiān)測裝置相連，使外界能通過輸電線路監(jiān)測裝置對鉛酸蓄電池的參數(shù)進行遠程監(jiān)測。通過控制電路板上的電子元器件對鉛酸蓄電池進行智能化充放電控制和測量鉛酸蓄電池的參數(shù)。
文檔編號H02J9/06GK203027002SQ20132001634
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者嚴銳, 周虎明, 陳流 申請人:無錫市格力普科技有限公司