[發明專利]一種換流閥溫度監測傳感器

在審

• 申請號: 202110954163.3
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113567007A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 蘭天;藍元良;劉偉麟;何秦慰;盛財旺
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網歐洲研究院;全球能源互聯網研究院有限公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00;H03K7/08;H02J7/32;H02J7/34;H02J50/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

本發明提供的一種換流閥溫度監測傳感器，換流閥溫度監測傳感器安裝于換流閥散熱片表面，換流閥溫度監測傳感器包括：供電單元及傳感單元，其中，傳感單元用于采集換流閥運行溫度，并將運行溫度發送至后臺上位機；供電單元用于采用溫差取能和/或磁場取能方式為傳感單元供電。在本發明實施例中，通過采用溫差取能和/或磁場取能方式為換流閥溫度監測傳感器供電，可實現換流閥溫度監測傳感器節點的自供電，極大改善傳感節點對電池的依賴，大幅增加傳感節點應用的靈活性和免維護性。

技術領域

本發明涉及智能傳感及物聯網領域，具體涉及一種換流閥溫度監測傳感器。

背景技術

特高壓直流輸電骨干網架以及組網的建設是實現能源發展轉變戰略，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求的重要基礎。隨著眾多高壓直流輸電線路的相繼投入運營，對高壓直流換流站核心設備的安全可靠運行提出了更高的要求。換流閥是特高壓直流換流站中的核心設備，價格昂貴，作用重要。換流閥設備一旦出現故障，不僅會導致直流輸電的停運，嚴重情況下，可能會導致換流閥或閥廳的起火，從而引發重大的安全事故。針對這一挑戰，可以采用嵌入式微型智能傳感器對換流閥半導體開關器件進行溫度監測。然而，由于換流閥是一個高電壓大電流環境，在高電位取能為傳感節點供電非常具有挑戰性，同時定期更換大量電池極大增加了換流閥設備的運維費用。因此如何安全可靠地解決傳感器供電、延長運維周期，甚至做到免維護，是實現對換流閥半導體開關器件溫度進行長期監測的關鍵。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中難以解決換流閥溫度監測用傳感器長期供電問題的缺陷，從而提供一種換流閥溫度監測傳感器。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明實施例提供一種換流閥溫度監測傳感器，所述換流閥溫度監測傳感器安裝于所述換流閥散熱片表面，所述換流閥溫度監測傳感器包括：供電單元及傳感單元，其中，所述傳感單元用于采集換流閥運行溫度，并將所述運行溫度發送至后臺上位機；所述供電單元用于采用溫差取能和/或磁場取能方式為所述傳感單元供電。

可選地，所述供電單元，包括：溫差取能裝置、磁場取能裝置及電池，其中，所述溫差取能裝置與所述傳感單元連接，用于將換流閥表面與周圍環境熱交換產生的熱能轉化為電能，為所述傳感單元供電；所述磁場取能裝置與所述傳感單元連接，用于耦合換流閥周圍磁場能，將所述磁場能轉化為電能，為所述傳感單元供電；所述電池與所述傳感單元連接，用于為所述傳感單元供電。

可選地，所述傳感單元，包括：溫度傳感頭、數模轉換模塊、處理器、能量管理模塊及無線數據傳輸模塊，其中，所述溫度傳感頭與所述數模轉換模塊連接，用于采集換流閥運行溫度，并將所述運行溫度發送至所述數模轉換模塊；所述數模轉換模塊與所述處理器連接，用于將所述運行溫度轉換為數字量信號后發送至所述處理器；所述處理器與所述無線數據傳輸模塊連接，用于將接收的數字量運行溫度發送至所述無線數據傳輸模塊；所述無線數據傳輸模塊與后臺上位機連接，用于將所述運行溫度發送至后臺上位機；所述能量管理模塊分別與所述處理器、所述數模轉換模塊及所述無線數據傳輸模塊連接，用于為所述處理器、所述數模轉換模塊及所述無線數據傳輸模塊供電。

可選地，所述能量管理模塊，包括：溫差取能管理模塊、磁場取能管理模塊及儲能模塊，其中，所述溫差取能管理模塊的輸入端與所述溫差取能裝置連接，所述溫差取能管理模塊的輸出端與所述儲能模塊的第一輸入端連接，用于將所述溫差取能裝置輸送的電能進行升壓處理，并將升壓處理后的直流電輸送至所述儲能模塊進行存儲；所述磁場取能管理模塊的輸入端與所述磁場取能裝置連接，所述磁場取能管理模塊的輸出端與所述儲能模塊的第二輸入端連接，用于將所述磁場取能裝置輸送的交流電轉換為直流電，并將直流電輸送至所述儲能模塊進行存儲；所述儲能模塊的輸出端分別與所述處理器、所述數模轉換模塊及所述無線數據傳輸模塊連接，用于為所述處理器、所述數模轉換模塊及所述無線數據傳輸模塊供電。