一种可自取电的高压电流监测与远传装置
技术领域
本发明涉及一种高压电流监测装置，尤其涉及一种可自取电的高压电流监测与远传装置。
背景技术
随着电力需求的不断增加，电力系统逐步向大容量、高电压和智能化方向发展，同时各行各业对电能质量的要求也越来越高，从而线路运行的可靠性及智能控制的要求更加严格，因此高压线路电流的监测显得愈发重要，尤其是在线路非拆装、设备不停机、实时在线条件下进行高压电流监测，在负荷转供、故障排查、线损定位、反窃电稽查中有着广泛的应用需求。
传统高压线路电流监测设备多为穿心式电流互感器，其具有准确度高、对输电线路影响小的特点，但是由于需要穿线，必须在线路规划和铺设时同步安装，或者在线路进行停电改造时加装，因此这类电流监测装置多用于仪器设备、配电控制箱内或安装后不再变动的场合。目前，开合式电流互感器在高压线路电流监测的逐渐应用避免了停电安装的麻烦，但其必须与其他终端进行组合使用，将采集到的电流数据先通过近距离本地无线通信的方式发送给其他终端，最后再进行数据的远传与转发。一方面实现数据的无线传输，就必须在开合式电流互感器中集成电池作为电源，设备寿命就会受限于电池本身，另一方面很多应用环境不适合增加其他终端，只能通过手持终端与设备建立无线连接，不适合长时间和无人值守的场合。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种可自取电的高压电流监测与远传装置，不仅可以能够在高压线路的免停电安装，还可以将电流监测数据通过远程无线传送至云端主站，同时采用电磁感应取电与电池备电相结合的供电模式，工作续航能力持久。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现。
一种可自取电的高压电流监测与远传装置，包括电源模块、电流采集模块、控制器模块、时钟管理模块、数据存储模块、数据加密模块、远程通信模块、本地射频模块，其特征在于：所述的控制器模块与电源模块、电流采集模块、时钟管理模块、数据存储模块、数据加密模块、远程通信模块、本地射频模块相连接，所述的电源模块包括电磁取能单元、储能单元、备电单元、供电切换单元、升压单元、稳压单元，一方面通过电磁感应实现线路自取电功能，另一方面通过电池作为备电单元，并输出稳定电源供电流采集模块、控制器模块、时钟管理模块、数据存储模块、数据加密模块、远程通信模块、本地射频模块使用，所述的电流采集模块包括电流采样单元、模数转换单元，实现高压电流采样并将模拟量信号转换为数字量信号的功能，所述的时钟管理模块实现计时功能，确保系统的守时精度，所述的数据存储模块实现临时存储数据的功能，所述的数据加密模块实现安全认证和数据防护的功能，通过数据加解密处理以确保数据传输的安全性和完整性，所述的远程通信模块实现数据的远程传输功能，所述的本地射频模块实现本地信息交互的功能。
所述的控制器模块采用超低功耗、12位AD采样的微控制处理器EFM32JG。
所述的远程通信模块采用具有GPRS无线传输功能的Quectel_EC20。
所述的电源模块中的电磁取能单元和所述的电流采集模块中的所用的电流采样单元共用同一个开合式绕线坡莫合金磁环。
与现有技术相比，本发明一种可自取电的高压电流监测与远传装置具有以下优点：
1.采用开合式设计，能够满足带电安装的应用需求。
2.本身集成了远程通信模块，无需配合其他终端设备就能实现监测数据的远程传输。
附图说明
图1：本发明一种可自取电的高压电流监测与远传装置的结构框图。
符号说明：
1-电源模块；2-电流采集模块；3-控制器模块；4-时钟管理模块；5-数据存储模块；6-数据加密模块； 7-远程通信模块；8-本地射频模块；9-电磁取能单元；10-储能单元；11-备电单元；12-供电切换单元；13- 升压单元；14-稳压单元；15-电流采样单元；16-模数转换单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种可自取电的高压电流监测与远传装置，包括电源模块(1)、电流采集模块(2)、控制器模块(3)、时钟管理模块(4)、数据存储模块(5)、数据加密模块(6)、远程通信模块(7)、本地射频模块(8)，其特征在于：所述的控制器模块(3)与电源模块(1)、电流采集模块(2)、时钟管理模块 (4)、数据存储模块(5)、数据加密模块(6)、远程通信模块(7)、本地射频模块(8)相连接，所述的电源模块(1)包括电磁取能单元(9)、储能单元(10)、备电单元(11)、供电切换单元(12)、升压单元 (13)、稳压单元(14)，一方面通过电磁感应实现线路自取电功能，另一方面通过电池作为备电单元(11)，并输出稳定电源供电流采集模块(2)、控制器模块(3)、时钟管理模块(4)、数据存储模块(5)、数据加密模块(5)、远程通信模块(7)、本地射频模块使用(8)，所述的电流采集模块(2)包括电流采样单元 (15)、模数转换单元(16)，实现高压电流采样并将模拟量信号转换为数字量信号的功能，所述的时钟管理模块(4)实现计时功能，确保系统的守时精度，所述的数据存储模块(5)实现临时存储数据的功能，所述的数据加密模块(6)实现安全认证和数据防护的功能，通过数据加解密处理以确保数据传输的安全性和完整性，所述的远程通信模块(7)实现数据的远程传输功能，所述的本地射频模块(8)实现本地信息交互的功能。
所述的控制器模块(3)采用超低功耗、12位AD采样的微控制处理器EFM32JG。
所述的远程通信模块(7)采用具有GPRS无线传输功能的Quectel_EC20。
所述的电源模块(1)中的电磁取能单元(9)和所述的电流采集模块(2)中的所用的电流采样单元(15)共用同一个开合式绕线坡莫合金磁环。
本发明一种可自取电的高压电流监测与远传装置，其具体的实现方法如下：电源模块(1)采用电磁感应取电与电池备电相结合的模式，当高压线路中有电流时，开合式绕线坡莫合金磁环作为电磁取能单元 (9)，利用电磁感应原理从线路获取感应电能，并存储于储能单元(10)供系统使用，当高压线路中无电流时，需要电池作为备电单元(11)为系统提供电源，控制器模块(3)根据电流采样值控制供电切换单元(12)进行电源切换，无论采用电磁感应供电还是电池供电，电源模块一方面通过稳压单元(14)为电流采集模块(2)、控制器模块(3)、时钟管理模块(4)、数据存储模块(5)、数据加密模块(6)、本地射频模块(8)进行供电，另一方面通过升压单元(13)为远程通信模块(7)进行供电。电流采样单元(15) 由开合式绕线坡莫合金磁环构成，利用电磁感应原理对高压线路电流进行模拟量采样，得到的模拟信号经过模数转换单元(16)转换成数字信号后传给控制器模块(3)，控制器模块(3)将接受到的数字信号进行处理，并结合时钟管理模块(4)提供的时间，得到带时标的电流数据，然后储存于数据储存模块(5)。当需要进行数据上报时，控制器模块(3)从数据储存模块(5)提取带时标的电流数据，经过数据加密模块(6)进行安全加密后，通过远程通信模块(7)将加密后的数据远传至云端主站。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
