避雷器無線監(jiān)測傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及避雷器技術領域，具體地說是一種避雷器無線監(jiān)測傳感器。
【背景技術】
[0002]根據國網公司要求，現(xiàn)階段智能變電站一次設備由“常規(guī)一次設備本體+傳感器+智能組件”組成，包括彼此間的連接電(光)纜，本體加裝傳感器的機械和電氣接口應不影響一次設備正常運行。220kV及以上電壓等級避雷器宜配置泄漏電流和動作次數(shù)監(jiān)測，傳感器應采用穿芯式，且其安裝應不延長避雷器的接地線長度、不降低避雷器接地線的通流能力，需要設置獨立的IED設備。
[0003]指針式避雷器在線監(jiān)測儀是變電站普遍使用的在線監(jiān)測設備，但是隨著智能變電站的全面建設，指針式避雷器的不足也越來越明顯:其一、全電流法的測量方式雖然簡單明了，但是還是不能準確反應避雷器的工作狀態(tài)；其二、沒有網絡連接，無法進行數(shù)據傳輸，因此無法對避雷器進行實時在線監(jiān)測和數(shù)據共享；其三、需要操作人員定時去變電站現(xiàn)場巡檢，如果巡檢間隔比較長，事故將不容易被監(jiān)測到。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種避雷器無線監(jiān)測傳感器，其不僅測量精確，而且能夠通過無線網絡將監(jiān)測數(shù)據發(fā)送給IED設備實現(xiàn)在線監(jiān)測。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是:避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:包括電流互感器、運算放大器、AD轉換器、MCU、雷擊計數(shù)器、顯示屏、無線通信模塊和太陽能電池，所述電流互感器設置在避雷器的接地回路中，電流互感器依次串聯(lián)運算放大器和AD轉換器后與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述雷擊計數(shù)器設置在避雷器的接地回路中，輸出端與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述顯示屏與MCU的數(shù)據輸出端相連，所述無線通信模塊與MCU的雙向數(shù)據端相連；所述太陽能電池分別與運算放大器、AD轉換器、MCU和雷擊計數(shù)器連接。
[0006]優(yōu)選地，所述MCU包括MSP430F1222芯片。
[0007]優(yōu)選地，所述運算放大器為AMP04放大器。
[0008]優(yōu)選地，所述AD轉換器包括AD7865高速A/D轉換芯片。
[0009]優(yōu)選地，所述電流互感器為羅氏電流互感器。
[0010]優(yōu)選地，所述雷擊計數(shù)器為數(shù)碼管式計數(shù)器。
[0011]優(yōu)選地，所述無線通信模塊為2.4GHz無線傳輸模塊。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型可以將采集的數(shù)據通過無線網絡傳輸給IED設備進行在線監(jiān)測避雷器的全電流、阻性電流，從而分析和判斷避雷器的運行狀況。本實用新型通過無線網絡技術與避雷器狀態(tài)監(jiān)測傳感器的結合應用，避免了將雷電流引入控制室的風險，消除了避雷器在線監(jiān)測設備在過電壓運行狀態(tài)存在的安全隱患。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的一應用結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本實用新型可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本實用新型省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本實用新型。
[0017]如圖1所示，本實用新型的一種避雷器無線監(jiān)測傳感器，它包括電流互感器、運算放大器、AD轉換器、MCU、雷擊計數(shù)器、顯示屏、無線通信模塊和太陽能電池，所述電流互感器設置在避雷器的接地回路中，所述電流互感器依次串聯(lián)運算放大器和AD轉換器后與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述雷擊計數(shù)器設置在避雷器的接地回路中，輸出端與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述顯示屏與MCU的數(shù)據輸出端相連，所述無線通信模塊與MCU的雙向數(shù)據端相連；所述太陽能電池分別與運算放大器、AD轉換器、MCU和雷擊計數(shù)器連接，用以為其提供工作電壓。所述MCU采用MSP430F1222芯片，所述運算放大器采用AMP04放大器，所述AD轉換器采用AD7865高速A/D轉換芯片，所述電流互感器優(yōu)選采用羅氏電流互感器，所述雷擊計數(shù)器采用數(shù)碼管式計數(shù)器，所述無線通信模塊采用2.4GHz無線傳輸模塊。
[0018]本實用新型通過設置在避雷器的接地回路中電流互感器對避雷器泄漏電流進行采樣，采樣后的數(shù)據經AMP04放大器進行放大調理之后發(fā)送給AD7865高速A/D轉換芯片，AD7865高速A/D轉換芯片進行模數(shù)轉換后發(fā)送給MSP430F1222芯片，雷擊計數(shù)器的環(huán)繞電感線圈設置在避雷器的接地回路中，將累計信號發(fā)送給MSP430F1222芯片，MSP430F1222芯片將采集的數(shù)據通過2.4GHz無線傳輸模塊發(fā)送給避雷器監(jiān)測IED設備，再由避雷器監(jiān)測IED設備作后續(xù)處理。
[0019]本實用新型的MCU采用低功耗處理器MSP430，以滿足低功耗太陽能電池供電的要求。該處理器的功耗很低，系統(tǒng)正常工作時，其功耗在280 μ A?350 μ Α，在休眠模式時，功耗在3.5 μ A?5.5 μ Α。無線通信采用2.4GHz無線傳輸模塊向避雷器絕緣監(jiān)測IED傳輸數(shù)據，無線傳輸模塊具有三種功率模式:1)發(fā)送模式、2)接收模式、3)休眠模式，三種模式的功耗分別為< 120mA、< 41mA、< 60 μ A。數(shù)據傳輸時，無線傳輸模塊處于高功耗的發(fā)送或接收模式，而不需要數(shù)據傳輸時，處于休眠模式，大大降低了傳感器功耗。
[0020]本實用新型采用2.4GHz無線傳輸模塊實現(xiàn)現(xiàn)場測量數(shù)據的遠傳功能，將數(shù)據傳輸給避雷器監(jiān)測IED設備，通過對避雷器的泄漏電流和動作次數(shù)等參數(shù)進行實時不間斷的監(jiān)測來反映避雷器性能和過電壓限制情況，保證了實時對避雷器的運行參數(shù)進行監(jiān)測、記錄、傳遞和判斷；通過無線網絡技術與避雷器狀態(tài)監(jiān)測傳感器的結合應用，避免了將雷電流引入控制室的風險，消除了避雷器在線監(jiān)測設備在過電壓運行狀態(tài)存在的安全隱患。[0021 ] 圖2為本實用新型的一應用結構示意圖。如圖2所示，本實用新型采用的是星型網絡拓撲結構，由監(jiān)測IED和多個傳感器組成。監(jiān)測IED是命令下發(fā)的起始設備、數(shù)據接收的終端設備，是整個網絡的主要控制器。所有設備都有唯一的64位長地址碼，該地址碼可以在監(jiān)測IED中用于直接通信，或者當設備發(fā)起連接時，可以將其轉變?yōu)?6位的短地址碼分配給監(jiān)測IED，因此，在設備發(fā)起連接時，應采用64位的長地址碼，只有在連接成功后，系統(tǒng)分配了監(jiān)測IED的標識符后，才能采用16位的短地址進行連接，因此，短地址嗎是一個相對地址碼，長地址碼是一個絕對地址碼。本實用新型可實現(xiàn)變電站內避雷器泄露電流，阻性電流和雷擊次數(shù)等數(shù)據的在線監(jiān)測，采用無線網絡進行數(shù)據傳輸，并通過避雷器絕緣監(jiān)測IED設備以IEC61850標準協(xié)議向站控層服務器(信息一體化平臺)發(fā)送數(shù)據。
[0022]以上所述只是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:包括電流互感器、運算放大器、AD轉換器、MCU、雷擊計數(shù)器、顯示屏、無線通信模塊和太陽能電池，所述電流互感器設置在避雷器的接地回路中，電流互感器依次串聯(lián)運算放大器和AD轉換器后與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述雷擊計數(shù)器設置在避雷器的接地回路中，輸出端與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述顯示屏與MCU的數(shù)據輸出端相連，所述無線通信模塊與MCU的雙向數(shù)據端相連；所述太陽能電池分別與運算放大器、AD轉換器、MCU和雷擊計數(shù)器連接；所述電流互感器為羅氏電流互感器，所述無線通信模塊為2.4GHz無線傳輸模塊。
2.根據權利要求1所述的避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:所述MCU包括MSP430F1222 芯片。
3.根據權利要求1所述的避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:所述運算放大器為AMP04放大器。
4.根據權利要求1所述的避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:所述AD轉換器包括AD7865高速A/D轉換芯片。
5.根據權利要求1所述的避雷器無線監(jiān)測傳感器，其特征是:所述雷擊計數(shù)器為數(shù)碼管式計數(shù)器。
【專利摘要】一種避雷器無線監(jiān)測傳感器，它包括電流互感器、運算放大器、AD轉換器、MCU、雷擊計數(shù)器、顯示屏、無線通信模塊和太陽能電池，所述電流互感器設置在避雷器的接地回路中，電流互感器依次串聯(lián)運算放大器和AD轉換器后與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述雷擊計數(shù)器設置在避雷器的接地回路中，輸出端與MCU的數(shù)據輸入端相連；所述顯示屏與MCU的數(shù)據輸出端相連，所述無線通信模塊與MCU的雙向數(shù)據端相連；所述太陽能電池分別與運算放大器、AD轉換器、MCU和雷擊計數(shù)器連接。本實用新型通過無線網絡技術與避雷器狀態(tài)監(jiān)測傳感器的結合應用，避免了將雷電流引入控制室的風險，消除了避雷器在線監(jiān)測設備在過電壓運行狀態(tài)存在的安全隱患。
【IPC分類】G01R31-00, G01R19-25, G01R19-17
【公開號】CN204287331
【申請?zhí)枴緾N201420281206
【發(fā)明人】于文星, 李越, 郭宜果, 吳健, 于昉, 劉海濤, 侯源紅, 盧福木, 張景翯
【申請人】國家電網公司, 國網山東省電力公司經濟技術研究院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年5月29日