[发明专利]非侵入式微型传感器的谐波检测装置、方法及终端设备

说明书

本发明实施例涉及一种非侵入式微型传感器的谐波检测装置、方法及终端设备，包括微控制单元以及与微控制单元连接的检测传感单元、取能单元和通信单元，通过基于磁隧道结效应的磁电阻的电流传感器和基于MEMS电场芯片或电容分压原理的电压传感器对电力系统设备进行非接触式测量电流电压，降低检测装置的安装难度，采用设置的检测传感单元、取能单元和通信单元减小该检测装置的体积，采用通信单元实现无线通信传输，减少了该检测装置电缆的连线，有利于该检测装置的远程升级和运维，解决了现有谐波识别和检测装置体积大，接触式测量不便于安装与维修的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力系统设备检测技术领域，尤其涉及一种非侵入式微型传感器的谐波检测装置、方法及终端设备。

背景技术

目前，对现有电力系统的谐波识别和检测装置，包括采集电流信号的电流互感器、采集电压信号的电压互感器、A/D转换模块和信号调理模块，用于向外传输数据的上位机通信模块。由于现有谐波识别和检测装置需要串接电流互感器和并接电压互感器，因此接线较为复杂，接线过程中存在电流回路断路、电压回路短路的危险；现有谐波识别和检测装置的安装较困难，需要配套串接电流互感器、并接电压互感器和额外的电源供电线，难以实现室外的灵活安装，需要额外配置安装屏柜，部署电流、电压采样线路、电源线和通信线，从而使得其制作成本高。

发明内容

本发明实施例提供了一种非侵入式微型传感器的谐波检测装置、方法及终端设备，用于解决现有谐波识别和检测装置体积大，接触式测量不便于安装与维修的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种非侵入式微型传感器的谐波检测装置，包括微控制单元以及与所述微控制单元连接的检测传感单元、取能单元和通信单元；

所述检测传感单元用于非侵入式测量电力系统设备的电流电压，所述检测传感单元包括基于磁隧道结效应的磁电阻的电流传感器和基于MEMS电场芯片或电容分压原理的电压传感器；

所述微控制单元，用于对所述检测传感单元测量的电流电压进行谐波识别，得到谐波信息；

所述取能单元，用于给所述微控制单元、所述检测传感单元和所述通信单元提供稳定的电源；

所述通信单元，用于将所述微控制单元识别谐波信息的传送；

其中，所述微控制单元采用DFT算法对所述检测传感单元测量的电流电压进行谐波幅值和谐波相角的计算，所述谐波信息包括谐波幅值和谐波相角。

优选地，所述微控制单元还设置有对时子单元和定位子单元。

优选地，所述取能单元为电池、CT取能模块、光伏模块、摩擦纳米发电取能模块和温差取能模块中任意一种。

优选地，所述通信单元为蓝牙通信单元、无线自组网和多跳通信单元以及4G/5G模组通信单元中任意一种。

优选地，所述电流传感器套接设置在电力系统设备上，并用于通过磁隧道结效应的磁电阻对电力系统设备电流进行非侵入式测量。

优选地，所述电压传感器套接设置在电力系统设备上，并用于通过MEMS电场芯片或电容分压原理对电力系统设备电压进行非侵入式测量。

优选地，所述检测传感单元采集电力系统设备电流电压的信号经过放大、滤波处理后传送至所述微控制单元中进行谐波含量计算。

本发明还提供一种非侵入式微型传感器的谐波检测方法，应用于上述所述非侵入式微型传感器的谐波检测装置上，其特征在于，包括以下步骤：

S1.微控制单元控制电流传感器和电压传感器对电力系统设备的电流电压同步实时采样，得到电力系统设备的谐波电流信号和谐波电压信号；