[发明专利]一种采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法，涉及电网负荷监测技术领域。该采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法包括电流互感器电流采样电路、电流互感器取能电路和罗氏线圈电流采样电路。该采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法，通过高精度、高采样率的采集电路保证了线路上负荷数据的准确性，同时采用罗氏线圈与电流互感器同步采样的方式确保采样数据的范围足够，在发生过负荷以及浪涌时保证装置的安全与采样数据的精确度，有效的弥补了电流互感器自身存在的磁饱和与磁滞的缺陷，并且通过采用PWM脉冲宽度调制的方式实现备用电源取能与电流数据采集无缝切换。

技术领域

本发明涉及电网负荷监测技术领域，具体为一种采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法。

背景技术

在智能电网中，精准的数据采集与负荷监测是整个电力系统安全与经济运行的基础。因此，高压线路电流的监测显得愈发重要，精准全面的电流数据采集与负荷监测在负荷转供、故障排查、线损定位中起着至关重要的作用。

目前采用的负荷监测装置多为传统的电流互感器采样装置，其具有准确度高、对输配电线路影响小的特点。但由于CT本身存在的磁滞与磁饱和现象，使得此类设备无法承受线路过载与浪涌带来的冲击，安全保障不足。同时该类装置通常采用两种供电方式，一种是干电池供电，这种供电方式续航时间有限，装置需要反复拆卸更换电池，耗费人力物力时间，且需要配合停电检修工作，另一种是从CT取电的锂电池供电方式，这种方式在给锂电池充电阶段无法对线路电流进行监测，不能保证电流数据采集的全面性与可靠性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采样与电源取能一体的负荷监测装置及其控制方法，解决了传统负荷检测不能应对线路过载与浪涌带来的冲击以及供电方式不合理的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采样与电源取能一体的负荷监测装置，包括电流互感器、可关断桥式整流电路、MOSFET开关电路、备用电源智能充放电电路、备用电源、差分放大电路、单片机主控单元、远程通信电路、罗氏线圈、积分电路、绝对值整流电路。其中电流互感器的副边连接可关断桥式整流电路，可关断桥式整流电路的一端连接单片机主控单元的第一PWM信号输出端口csprotect，可关断桥式整流电路的另一端连接MOSFET开关电路，MOSFET开关电路的一端连接单片机主控单元的第二PWM信号输出端口cssync，MOSFET开关电路的一端连接备用电源智能充放电电路，备用电源智能充放电电路连接备用电源，备用电源智能充放电电路的输出端分别连接差分放大电路、远程通信电路、单片机主控单元芯片供电端口、积分电路和绝对值整流电路，MOSFET开关电路的另一端连接差分放大电路，差分放大电路的另一端连接单片机主控单元的第一采样端口csCT。罗氏线圈的副边连接积分电路的一端，积分电路的另一端连接绝对值整流电路的一端，绝对值整流电路的另一端连接单片机主控单元的第二采样端口csrog。单片机主控单元的远程通信端口与远程通信电路相连。其中，当单片机主控单元的第一PWM信号输出端口csprotect和单片机主控单元的第二PWM信号输出端口cssync同时为低电平时，电流互感器、可关断桥式整流电路和MOSFET开关电路组成电流互感器取能电路，当单片机主控单元的第一PWM信号输出端口csprotect为低电平，同时单片机主控单元的第二PWM信号输出端口cssync为高电平时，电流互感器、可关断桥式整流电路、MOSFET开关电路和差分放大电路组成电流互感器电流采样电路，罗氏线圈、积分电路与绝对值整流电路组成罗氏线圈电流采样电路。

优选的，所述可关断桥式整流电路用于将电流互感器副边感应所得的交流电流进行整流输出，同时当线路过负荷或出现浪涌电流时将电流互感器副边短路，确保装置安全。

优选的，所述MOSFET开关电路用于装置在电流互感器取能电路和电流互感器电流采样电路之间进行无缝切换。