[發明專利]非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置、方法及終端設備

在審

• 申請號: 202010812205.5
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN111948452A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 林躍歡;袁智勇;雷金勇;徐全;劉胤良;史訓濤;白浩;徐敏;練寅;劉安茳
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R19/25
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本發明實施例涉及一種非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置、方法及終端設備，包括微控制單元以及與微控制單元連接的檢測傳感單元、取能單元和通信單元，通過基于磁隧道結效應的磁電阻的電流傳感器和基于MEMS電場芯片或電容分壓原理的電壓傳感器對電力系統設備進行非接觸式測量電流電壓，降低檢測裝置的安裝難度，采用設置的檢測傳感單元、取能單元和通信單元減小該檢測裝置的體積，采用通信單元實現無線通信傳輸，減少了該檢測裝置電纜的連線，有利于該檢測裝置的遠程升級和運維，解決了現有諧波識別和檢測裝置體積大，接觸式測量不便于安裝與維修的技術問題。

技術領域

本發明涉及電力系統設備檢測技術領域，尤其涉及一種非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置、方法及終端設備。

背景技術

目前，對現有電力系統的諧波識別和檢測裝置，包括采集電流信號的電流互感器、采集電壓信號的電壓互感器、A/D轉換模塊和信號調理模塊，用于向外傳輸數據的上位機通信模塊。由于現有諧波識別和檢測裝置需要串接電流互感器和并接電壓互感器，因此接線較為復雜，接線過程中存在電流回路斷路、電壓回路短路的危險；現有諧波識別和檢測裝置的安裝較困難，需要配套串接電流互感器、并接電壓互感器和額外的電源供電線，難以實現室外的靈活安裝，需要額外配置安裝屏柜，部署電流、電壓采樣線路、電源線和通信線，從而使得其制作成本高。

發明內容

本發明實施例提供了一種非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置、方法及終端設備，用于解決現有諧波識別和檢測裝置體積大，接觸式測量不便于安裝與維修的技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置，包括微控制單元以及與所述微控制單元連接的檢測傳感單元、取能單元和通信單元；

所述檢測傳感單元用于非侵入式測量電力系統設備的電流電壓，所述檢測傳感單元包括基于磁隧道結效應的磁電阻的電流傳感器和基于MEMS電場芯片或電容分壓原理的電壓傳感器；

所述微控制單元，用于對所述檢測傳感單元測量的電流電壓進行諧波識別，得到諧波信息；

所述取能單元，用于給所述微控制單元、所述檢測傳感單元和所述通信單元提供穩定的電源；

所述通信單元，用于將所述微控制單元識別諧波信息的傳送；

其中，所述微控制單元采用DFT算法對所述檢測傳感單元測量的電流電壓進行諧波幅值和諧波相角的計算，所述諧波信息包括諧波幅值和諧波相角。

優選地，所述微控制單元還設置有對時子單元和定位子單元。

優選地，所述取能單元為電池、CT取能模塊、光伏模塊、摩擦納米發電取能模塊和溫差取能模塊中任意一種。

優選地，所述通信單元為藍牙通信單元、無線自組網和多跳通信單元以及4G/5G模組通信單元中任意一種。

優選地，所述電流傳感器套接設置在電力系統設備上，并用于通過磁隧道結效應的磁電阻對電力系統設備電流進行非侵入式測量。

優選地，所述電壓傳感器套接設置在電力系統設備上，并用于通過MEMS電場芯片或電容分壓原理對電力系統設備電壓進行非侵入式測量。

優選地，所述檢測傳感單元采集電力系統設備電流電壓的信號經過放大、濾波處理后傳送至所述微控制單元中進行諧波含量計算。

本發明還提供一種非侵入式微型傳感器的諧波檢測方法，應用于上述所述非侵入式微型傳感器的諧波檢測裝置上，其特征在于，包括以下步驟：

S1.微控制單元控制電流傳感器和電壓傳感器對電力系統設備的電流電壓同步實時采樣，得到電力系統設備的諧波電流信號和諧波電壓信號；