[發明專利]一種基于自狀態供電的放電監測傳感器

在審

• 申請號: 202210749034.5
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115166433A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 曹宏明;許文彥;張力;李軍;張林元;陸平;葉海峰;朱培逸;宋樹平;黃賢明
• 申請（專利權）人: 江蘇常熟發電有限公司;常熟理工學院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;H02J7/00;H02J7/02;H02J50/20
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 張勵

本發明公開了電力設備在線監測技術領域的一種基于自狀態供電的放電監測傳感器，傳感器由電磁場天線、繼電器1、能量采集電路、電能管理模塊、電池模塊、繼電器2、放電調理電路、MCU、數據存儲單元及通信模塊組成；本發明實現了局部放電傳感器的自取能工作；低功耗運行，采用定時觸發放電采集及定時數據傳輸模式；異常放電監測時，局放信號為間歇式、持續性信號，實際應用中無需不間斷采集，且由于放電信號能量較大。故基于設備狀態實現傳感器的工作模式切換，將地磁場能力轉化為采集信號所需要的電能。

技術領域

本發明涉及電力設備在線監測技術領域，具體為一種基于自狀態供電的放電監測傳感器。

背景技術

目前對于電力設備局部放電的在線監測主要基于特高頻法、超聲波法和暫態地電壓法等。具體通過在被測設備上安裝監測傳感器，實時采集設備放電產生的特征信號，并將信號傳輸到遠端診斷系統。在線監測的優點在于能夠實時、不間斷的采集設備狀態信息，避免設備突發性的絕緣故障。

隨著物聯網技術在電力行業的深度推廣，局部放電監測傳感器的應用數量逐年遞增，對傳感器的智能化程度的要求也愈發提高。物聯網局部放電監測傳感器就是獨立的數據采集終端，具備數據采集、預處理、傳輸等基本功能。傳感器還需具備部署方便、組網便捷等優點。這些功能實現的前提條件是傳感器有穩定、可靠的取能，保證各個功能模塊的正常運行。

目前對于電力設備局部放電監測傳感器的取能方案包括有線供電(電纜供電、光纖POE)電池供電(鋰電池、鉛酸蓄電池等供電)等方案。這些方案在實際應用中的問題在于：

1)部署難，采用有線供電方式時，現場電源布線較為困難，更改傳感器安裝地點也不便捷；

2)可靠性低，特別是采用電池供電方案，容易出現電池電能耗盡，致使傳感器突然斷電情況。

3)維護難，受制于電池容量限制，長時間應用時需定期更換電池，且電池也存在發生故障的可能。

以上問題嚴重制約了物聯網局部放電監測傳感器的大規模應用，亟需采用一種新的傳感器取能方式，實現傳感器的方便部署、高可靠性和便捷維護。

基于此，本發明設計了一種基于自狀態供電的放電監測傳感器，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自狀態供電的放電監測傳感器，通過設備自身所處環境狀態，采用不同的能量采集方案，實現傳感器自取能。同時基于物聯網監測需要，傳感器集成數據采集、預處理及通信等功能，實現局部放電的自供電監測。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于自狀態供電的放電監測傳感器，傳感器由電磁場天線、繼電器1、能量采集電路、電能管理模塊、電池模塊、繼電器2、放電調理電路、MCU、數據存儲單元及通信模塊組成；其中，

電磁場天線：用于采集設備局部放電信號，以及將空間電磁場的能量轉化為電能；

繼電器1：用于開合能量采集模塊的電路，其狀態由MCU進行控制；

繼電器2：用于開啟放電調理電路，其狀態由MCU進行控制；

能量采集模塊：用于對電磁場天線轉化的電能進行整流以及DC-DC升壓處理；

電能管理模塊：用于控制傳感器的供電及電池的充放電管理；

電池模塊：用于存儲電能，對外供應電能；

放電調理電路：包括放大電路、濾波電路、峰值保持電路，用于對采集的局部放電信號進行調理；

數據存儲模塊：用于對采集的放電信號數據、電池狀態信息數據進行存儲；

通信模塊：用于和遠端數據中心進行通信；