[实用新型]基于双绕组电流互感器的无源无线电流传感器

说明书

一种基于双绕组电流互感器的无源无线电流传感器，包括双绕组电流互感器、互感取能模块、能量存储模块、电流传感模块、信号处理模块、无线发射模块，双绕组电流互感器包括一个与被测线路连接的一次侧绕组和两个二次侧绕组，两个二次侧绕组分别与互感取能模块和电流传感模块连接。本实用新型可应用于智能电网电能监控系统，无需外部供电系统提供能源，仅使用一个互感器进行能量收集和电流传感，减小了系统的体积，方便安装。本实用新型可以根据传感模块测得的电流大小进行最大功率跟踪，大大提高了取能模块的功率输出，减小了系统启动电流，从而提高了传感器的可靠性、扩展了使用范围。

技术领域

本实用新型涉及电力设施技术领域，尤其涉及一种基于双绕组电流互感器的无源无线电流传感器。

背景技术

在电力监控管理系统中，由于电表本身计量故障，用户端对电表的非法改动以及绕行，供电设备老化线损等原因会产生线路损耗，目前分辨线损原因的手段主要依赖于人工现场勘查分析，工作效率低，人力成本高。智能电网对输电路实行在线实时监测，监测效率高，省时省力，对电力系统安全稳定具有重要意义。现有技术中，智能电网上的电流传感器多采用基于电流互感器的无源无线电流传感器产品，其输入端接有能量采集互感器L1、电流采集互感器L2，分别用来进行交流电能量收集及电流强度采集。在能量采集部分，互感器收集的能量将通过电平转换电源管理单元给电池或超级电容进行充电，并通过DC-DC直流转换模块以输出稳定的直流工作电压。在信号采集部分，通常使用精密电压信号放大电路以实现微弱电流信号的放大，并接入到单片机的ADC模块获得数字量，最终通过系统中的无线模块将采集的数字信号发送到远程监控系统（请参照图1所示）。这种基于电流互感器的无源无线电流传感器产品存在着以下问题：1、使用两个互感器分别进行电流信号的采集和能量的收集，增加了互感器的体积，不利于监控设备的小型化；2、随着充电电容/电池的电压变化，电流互感器输出功率会存在一个最大功率点，并且此功率点会随着一侧电流大小不同而发生变化，这种产品无法实现最大功率追踪，从而不能实现取能效率的最大化。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于双绕组电流互感器的无源无线电流传感器。该传感器可应用于智能电网电能监控系统，作为电网线路计量装置的校准装置及稽查表使用，进行配电线路线损的分析，发现线损产生的原因，从而实现更智能化的电能管理；该传感器无需外部供电系统提供能源，仅使用一个互感器进行能量收集和电流传感，减小了系统的体积，方便安装；该传感器取能模块可以根据传感模块测得的电流大小进行最大功率跟踪，大大提高了取能模块的功率输出，减小了系统启动电流，从而提高了传感器的可靠性、扩展了使用范围。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于双绕组电流互感器的无源无线电流传感器，其特征在于：包括双绕组电流互感器、互感取能模块、能量存储模块、电流传感模块、信号处理模块、无线发射模块，双绕组电流互感器包括一个与被测线路连接的一次侧绕组和两个二次侧绕组，两个二次侧绕组分别与互感取能模块和电流传感模块连接；电流传感模块与信号处理模块、无线发射模块依次连接，电流传感模块将电流信号转化为电压信号然后传送至信号处理模块；信号处理模块对信号进行模数转化并计算电流有效值然后传送至无线发射模块，无线发射模块将电流有效值输出到云端，互感取能模块与能量存储模块连接并为能量存储模块提供电能输入，能量存储模块分别与互感取能模块、电流传感模块、信号处理模块、无线发射模块连接并为其提供电能，电流传感模块与互感取能模块连接并为其提供参考电压。

进一步的，所述互感取能模块包括全桥整流电路、缓冲电容、比较器、DC/DC转化器、开关，全桥整流电路与二次侧绕组连接对二次侧绕组流出的电流进行整流，比较器一个输入端口与电流传感模块连接并由电流传感模块提供参考电压、另一输入端与缓冲电容连接，比较器输出端与开关连接用于控制开关闭合，开关安装在DC/DC转化器与全桥整流电路之间的电路中，用于连通或断开DC/DC转化器与全桥整流电路之间的连接，缓冲电容一端连接全桥整流电路另一端连接比较器，DC/DC转化器与能量存储模块电路连接，比较器的供电电路与能量存储模块连接。