[發明專利]一種面向電網無線傳感器網絡節點的混合供電裝置

無效

• 申請號: 201410082315.5
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103904772A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 程良倫;劉書強;徐晶;孫志敬
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02M1/14;H02M3/156
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

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技術領域

本發明涉及一種用于電網參數檢測傳感器節點的供電裝置，特別是涉及一種面向電網無線傳感器網絡節點的的混合供電裝置。

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背景技術

為提高能源利用效率，減少人工巡線的延時，提高供電可靠性，目前電網公司需要各種類型傳感器對電網的電氣參數及氣象參數進行實時監控。然而傳感器節點通常由電池供電，電池的容量有限，電量用完，節點就失去了作用，從而影響到整個監測系統的運行。

配電網故障監控要監測的數據量非常大，節點多，且節點分布區域廣、部署區域環境復雜，多是交通不便的偏遠地區，通過人工去給節點更換電池的方式不大現實。

分析配電網節點布置方式，發現大部分的節點都部署在桿塔塔身或輸電導線表面，CT（電流互感器）取能裝置利用電磁感應原理從被監測的輸電導線上獲取節點所需的能量。?

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發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種面向電網無線傳感器網絡節點的混合供電裝置，解決節點能源供應不足的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：一種面向電網無線傳感器網絡節點的混合供電裝置，包括蓄電池、CT取能裝置和切換電路；所述蓄電池輸出端連接切換電路輸入端，CT取能裝置輸出端分別連接切換電路輸入端和傳感器節點，切換電路輸出端連接傳感器節點。

線路正常工作時，CT取能裝置給節點供電；線路故障或空載時，由蓄電池給節點提供能量。由于節點的監控，線路故障的時間并不會太長，蓄電池供電的時間較短，消耗不大，可以長時間不更換，因此采用將這兩種供能方式相結合完全可以滿足節點對能耗的要求。

所述CT取能裝置包括依次連接的電流互感器、整流電路、濾波電路和穩壓電路；所述穩壓電路的輸出端分別連接切換電路輸入端和傳感器節點。

所述CT取能裝置還包括電壓比較及控制信號電路，濾波電路的輸出端和穩壓電路的輸出端分別連接電壓比較及控制信號電路輸入端；

所述電流互感器二次側有線圈N1和N2，線圈N1輸出端連接整流電路輸入端，線圈N2串聯電阻R后連接電壓比較及控制信號電路輸出端。

當輸電線電流較小時，主線圈N1感應電流，整流輸出供能；當輸電線電流較大時，由N2線圈消耗部分能量，使N1線圈感應的電流減小。這樣在供電電流很小的時候能夠提供足夠大的功率，以供節點正常運行；在系統出現短路大電流時，可以避免CT鐵心深度飽和。

所述切換電路包括電阻R10、R11和R12，電壓比較器，場效應管和繼電器線圈；電阻R10一端與電壓比較器的正電源端連接，電阻R10另一端與電壓比較器的輸出端連接；電阻R11一端與電壓比較器的同相輸入端連接，電阻R11的另一端與電壓比較器的輸出端連接；電阻R12一端與電壓比較器的同相輸入端連接，電阻R12另一端與蓄電池連接；電壓比較器反相輸入端連接CT取能裝置；電壓比較器輸出端連接場效應管門極，場效應管源極連接繼電器線圈的一端，場效應管漏極接地，繼電器線圈的另一端連接傳感器節點。

當電網遇到突然停電時，CT取能裝置電壓降為0，切換電路中電壓比較器的反相端為0，蓄電池接同相端，電壓比較器同相端電壓比反相端電壓高，場效應管導通，繼電器動作，這時蓄電池對節點進行供電；當電網恢復供電后，電壓比較器反相端電壓比同相端電壓高，場效應管截止，繼電器動作，這時由CT取能裝置對節點進行供電。

所述穩壓電路包括電阻R3和R4，穩壓二極管和晶體管；電阻R3的一端連接濾波電路輸出端，電阻R3與電阻R4串聯，電阻R4的另一端連接穩壓二極管的負極；穩壓二極管的正極連接晶體管的基極，晶體管集電極連接穩壓二極管的負極即穩壓電路的輸出端,?晶體管的發射極接地。

所述電壓比較及控制信號電路包括電壓比較電路和驅動信號電路；所述電壓比較電路包括電壓比較器和電阻R7、R8和R9；電阻R7一端連接電壓比較器的正電源端，電阻R7另一端連接電壓比較器的輸出端；電阻R8一端連接電壓比較器的同相輸入端，電阻R8另一端連接電壓比較器輸出端；電阻R9一端連接電壓比較器同相輸入端，電阻R9另一端連接濾波電路輸出端；電壓比較器的反相輸入端連接穩壓電路輸出端；所述驅動信號電路包括場效應管和繼電器線圈；場效應管與繼電器線圈串聯，場效應管源極連接繼電器線圈一端，場效應管漏極接地，場效應管門極連接電壓比較器輸出端，繼電器線圈另一端連接線圈N2。