用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路包括至少一組輸電桿塔，每組輸電桿塔包括若干個(gè)依次排列的桿塔，在所述桿塔上一般設(shè)置有多種監(jiān)測(cè)終端，例如:傾斜檢測(cè)終端、振動(dòng)檢測(cè)終端、雷擊檢測(cè)終端等等?，F(xiàn)有的監(jiān)測(cè)終端供電方式一般為通過(guò)蓄電池供電，與蓄電池通過(guò)中間連接件實(shí)現(xiàn)電能傳遞，供電方式單一。而且監(jiān)測(cè)終端處在野外環(huán)境，特別是在偏遠(yuǎn)的山區(qū)，蓄電池用完經(jīng)常不能及時(shí)充電或者更換。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述監(jiān)測(cè)終端供電形式單一、蓄電池不能及時(shí)充電或者更換的缺陷，提供一種能充分利用野外風(fēng)能和太陽(yáng)能進(jìn)行電能補(bǔ)充、以及提供有線和無(wú)線兩種供電方式的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電板、蓄電池、用于控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及太陽(yáng)能電板給所述蓄電池充電的風(fēng)光互補(bǔ)控制器、將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器、電源接口、將所述逆變器輸出的電壓通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送的無(wú)線供電模塊，所述終端包括與所述電源接口連接的取電接口和/或與無(wú)線供電模塊匹配的無(wú)線取電模塊；
[0005]風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電板均與風(fēng)光互補(bǔ)控制器連接，風(fēng)光互補(bǔ)控制器、蓄電池、逆變器輸入端依次連接，電源接口和無(wú)線供電模塊分別連接至逆變器輸出端。
[0006]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器包括:分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電板以及蓄電池連接的三個(gè)電流電壓采樣電路；分別連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)與蓄電池、太陽(yáng)能電板與蓄電池的兩個(gè)DC/DC變換器；以及分別與三個(gè)電流電壓采樣電路和兩個(gè)DC/DC變換器連接的單片機(jī)。
[0007]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述單片機(jī)的型號(hào)為 PIC16F877A。
[0008]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述逆變器包括DSP控制器、DC/DC電路、逆變電路、交流電源；
[0009]DC/DC電路包括儲(chǔ)能電感、具有反并聯(lián)二極管的I個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件、續(xù)流二極管、濾波電容；逆變電路包括具有反并聯(lián)二極管的4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件、濾波電感；
[0010]所有的功率開(kāi)關(guān)器件的控制端分別連接至DSP控制器的對(duì)應(yīng)引腳以接收PWM信號(hào)，蓄電池的正極通過(guò)一個(gè)所述功率開(kāi)關(guān)器件連接至所述儲(chǔ)能電感一端和續(xù)流二極管的負(fù)極，濾波電容連接至所述儲(chǔ)能電感的另一端與續(xù)流二極管的正極之間，續(xù)流二極管的正極連接至經(jīng)蓄電池的負(fù)極，4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件分別構(gòu)成橋式電路的兩個(gè)上臂和兩個(gè)下臂，所述上臂和所述下臂為一個(gè)橋臂，兩個(gè)橋臂均與濾波電容并聯(lián)，交流電源串聯(lián)所述濾波電感后連接至兩個(gè)上臂和下臂的兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間。
[0011]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述無(wú)線供電模塊包括:主控電路、用于在所述主控電路的控制下將所述逆變器輸出的能量轉(zhuǎn)換為振蕩波的能量轉(zhuǎn)換電路、用于將所述振蕩波放大的放大電路和用于將放大的所述振蕩波以無(wú)線電磁波的方式發(fā)送的發(fā)射電路；
[0012]所述主控電路、能量轉(zhuǎn)換電路、放大電路、發(fā)射電路依次相連，主控電路、能量轉(zhuǎn)換電路、放大電路分別連接至所述逆變器。
[0013]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射電路包括相互并聯(lián)的第一電感和第一電容，所述無(wú)線取電模塊包括相互并聯(lián)的第二電感和第二電容。
[0014]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述能量轉(zhuǎn)換電路包括集成與非門(mén)、第一電阻、第二電阻和第三電容，所述集成與非門(mén)內(nèi)部集成有第一與非門(mén)、第二與非門(mén)、第三與非門(mén)，
[0015]所述第一與非門(mén)的一個(gè)輸入端分別連接至所述第一電阻的一端和第三電容的一端，所述第一電阻的另一端分別連接至所述第一與非門(mén)的輸出端和第二與非門(mén)的一個(gè)輸入端，所述第二與非門(mén)的另一個(gè)輸入端以及所述第一與非門(mén)的另一個(gè)輸入端均連接至逆變器輸出的交流電源的正極，所述第三電容的另一端連接至所述第二與非門(mén)的輸出端，所述第二與非門(mén)的輸出端連接至第三與非門(mén)的一個(gè)輸入端，所述第三與非門(mén)的另一個(gè)輸入端通過(guò)所述第二電阻連接至所述主控電路，所述第三與非門(mén)的輸出端連接至所述放大電路。
[0016]本實(shí)用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，其中，所述放大電路包括NPN型的第一三極管、NPN型的第二三極管、PNP型的第三三極管、NPN型的第四三極管、第三電阻、第四電阻；
[0017]所述第一三極管的集電極通過(guò)所述第四電阻連接至所述逆變器輸出的交流電源的正極，所述第一三極管的基極連接至所述能量轉(zhuǎn)換電路的輸出端，所述第一三極管的基極還通過(guò)所述第三電阻連接至逆變器輸出的交流電源的正極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的基極和所述第三三極管的基極均連接至所述第一三極管的集電極，所述第二三極管的集電極連接至逆變器輸出的交流電源的正極，第三三極管的集電極接地，所述第二三極管的發(fā)射極和第三三極管的發(fā)射極均連接至第四三極管的基極，所述第四三極管的發(fā)射極接地，所述第四三極管的集電極連接至所述發(fā)射電路。
[0018]實(shí)施本實(shí)用新型的用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)，具有以下有益效果:本實(shí)用新型充分利用野外的自然環(huán)境條件，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能給蓄電池進(jìn)行電能補(bǔ)充，有效保證了終端的供電運(yùn)行，而且本實(shí)用新型不僅提供了電源接口供終端進(jìn)行有線取電，還設(shè)計(jì)了無(wú)線供電模塊以通過(guò)無(wú)線方式給對(duì)應(yīng)的終端進(jìn)行無(wú)線供電。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0020]圖1是本實(shí)用新型用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1中風(fēng)光互補(bǔ)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是圖1中逆變器的電路圖；
[0023]圖4是圖1中無(wú)線供電模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖5是圖4中無(wú)線供電模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0026]參考圖1，是本實(shí)用新型用于輸電線路監(jiān)測(cè)終端的供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]供電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)12、太陽(yáng)能電板11、蓄電池14、用于控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)12以及太陽(yáng)能電板11給所述蓄電池14充電的風(fēng)光互補(bǔ)控制器13、將蓄電池14輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器20、電源接口 21、將所述逆變器20輸出的電壓通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送電源能量的無(wú)線供電模塊22，所述終端包括與所述電源接口 21連接的取電接口和/或與無(wú)線供電模塊22匹配的無(wú)線取電模塊；
[0028]風(fēng)力發(fā)電機(jī)12、太陽(yáng)能電板11均與風(fēng)光互補(bǔ)控制器13連接，風(fēng)光互補(bǔ)控制器13、蓄電池14、逆變器20輸入端依次連接，電源接口 21和無(wú)線供電模塊22分別連接至逆變器20輸出端。
[0029]參考圖2，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器13包括:分別與風(fēng)力發(fā)電機(jī)12、太陽(yáng)能電板11以及蓄電池14連接的三個(gè)電流電壓采樣電路；分別連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)12與蓄電池14、太陽(yáng)能電板11與蓄電池14的兩個(gè)DC/DC變換器；以及分別與三個(gè)電流電壓采樣電路和兩個(gè)DC/DC變換器連接的單片機(jī)。
[0030]電流電壓采樣電路可以利用采樣電阻實(shí)現(xiàn)，DC/DC變換器可以采用DC/DC芯片實(shí)現(xiàn)，例如mc34063，本實(shí)施例中單片機(jī)的型號(hào)為PIC16F877A。電源接口 21可以為USB接口、或者電源通用接口等，此處并不做限制。
[0031]單片機(jī)根據(jù)電流電壓采樣電路獲取太陽(yáng)能電板11輸出的電壓、風(fēng)力發(fā)電機(jī)12整流輸出的電壓、蓄電池14的電壓、以及蓄電池14的充電電流等，對(duì)兩個(gè)DC/DC變換器進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池14的充電控制。在風(fēng)、日照充足的條件下，可以將風(fēng)光二者產(chǎn)生的電能結(jié)合起來(lái)，存儲(chǔ)在蓄電池14內(nèi)，實(shí)現(xiàn)二者的互補(bǔ)，且通過(guò)蓄電池14調(diào)節(jié)輸出的直流電壓可以保持穩(wěn)定。
[0032]參考圖3，蓄電池14輸出的直流電經(jīng)過(guò)逆變器20轉(zhuǎn)換為交流電，逆變器20包括DSP控制器、DC/DC電路201、逆變電路202、交流電源AC，圖中DC表示蓄電池14輸出的直流電源。
[0033]DC/DC電路201包括儲(chǔ)能電感LlO、具有反并聯(lián)二極管的I個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件QlO、續(xù)流二極管D60、濾波電容C ;逆變電路202包括具有反并聯(lián)二極管的4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件Q20、Q30、Q40、Q50以及濾波電感L20，功率開(kāi)關(guān)器件可以為三極管或者M(jìn)OS管，本實(shí)施例中為NPN
型的三極管。
[0034]所有的功率開(kāi)關(guān)器件的基極分別連接至DSP控制器的對(duì)應(yīng)引腳以接收PWM信號(hào)，蓄電池14的正極通過(guò)一個(gè)所述功率開(kāi)關(guān)器件連接至所述儲(chǔ)能電感LlO —端和續(xù)流二極管D60的負(fù)極，濾波電容C連接至所述儲(chǔ)能電感LlO的另一端與續(xù)流二極管D60的正極之間，續(xù)流二極管D60的正極連接至經(jīng)蓄電池14的負(fù)極，4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件分別構(gòu)成橋式電路的兩個(gè)上臂和兩個(gè)下臂，所述上臂和所述下臂為一個(gè)橋臂，兩個(gè)橋臂均與濾波電容C并聯(lián)，交流電源串聯(lián)所述濾波電感L20后連接至兩個(gè)上臂和下臂的兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)之間。
[0035]通過(guò)控制PWM1-PWM5的占空比，可以控制功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)切換頻率。當(dāng)QlO導(dǎo)通時(shí)，直流電源DC通過(guò)QlO、儲(chǔ)能電感LlO給后續(xù)逆變電路202供電，由于儲(chǔ)能電感LlO的自感，在QlO接通后，電流增大緩慢，即輸出不能立刻達(dá)到電源電壓值，一定時(shí)間后，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，由于儲(chǔ)能電感LlO的自感，保持電路中電流不變，電流從地線返回流到續(xù)流二極管D60的正極，經(jīng)續(xù)流二極管D60返回儲(chǔ)能電感LlO形成回路，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的，根據(jù)檢測(cè)輸出的電壓控制PWMl的占空比，可以調(diào)節(jié)輸出電壓幅值，實(shí)現(xiàn)降壓或者升壓。
[0036]同樣的，通過(guò)控制PWM2-PWM5，可以實(shí)現(xiàn)把直流電變成了交流電。當(dāng)Q20、Q50導(dǎo)通，Q30、Q40斷開(kāi)時(shí)，AC為正，當(dāng)Q20、Q50斷開(kāi)，Q30、Q40導(dǎo)通時(shí)，AC為負(fù)，改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。
[0037]參考圖4，所述無(wú)線供電模塊22包括:主控電路221、用于在所述主控電路221的控制下將所述逆變器20輸出的能量轉(zhuǎn)換為振蕩波的能量轉(zhuǎn)換電路222、用于將所述振蕩波放大的放大電路223和用于將放大的所述振蕩波以無(wú)線電磁波的方式發(fā)