基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流检测、传输装置，尤其是涉及一种基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，对于配电网线路电流的测量通常只能在线路的出线端进行测量，而在线路中间及其末端、线路的各个分支的电流测量，由于缺少供电电源、线路上安装测量设备较为困难、缺少能将线路的电流信息传送到变电站后台软件的远程无线通信设备等多种因素，使得进行这些测量目前还是比较困难的，至今也未发现进行配电网线路中及其各个分支线路的电流测量装置。由于缺乏适用于配电网线路、配网线路分支线路的电流检测装置以及将配网线路电流信息进行远程无线传输的通信设备，造成了目前配电网线路故障检测的困难，使得目前的配电网线路故障检测出现定位的线路不准确、无法定位到具体的分支线路、无法确定具体故障地点等问题，这为目前的配电网线路的线路故障巡视与排查工作带来了诸多不便，浪费了巡检人员大量的宝贵时间。
[0003]申请号201410461402.1，名称为基于无线技术的智能电流数据采集方法及装置的发明专利，公开了一种采用无线通信技术进行电流数据采集的装置，包括现场检测装置和接收装置，其现场检测装置包括电源模块、交流互感器、电流测量芯片、运算放大器、单片机，无线通讯模块，单片机连接无线通讯模块，电源模块分别对电流测量芯片、单片机、无线通讯模块进行供电，电流数据信号经过无线通讯模块将电流数据传送到监控室内的计算机上。由于采用了无限网络传输数据，省却了布线的麻烦，但是，此发明只能在小范围的空间内实现无线传输数据，无法实现远距离的数据传输与控制，并且各个模块还需要外部电源供电。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置及方法，解决了现有技术无法实现远距离数据传输以及需要外接电源的问题。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置，基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置包括壳体和太阳能光伏电池板，所述壳体设置在配电线路的杆塔上，所述太阳能光伏电池板设置在所述壳体上;所述壳体内部设置有充电电路、蓄电池、隔离性DC/DC模块、微型控制器、GPRS无线通信模块和Zigbee无线通信模块，所述太阳能光伏电池板的输出端与充电电路的输入端电连接，所述充电电路的输出端与蓄电池的输入端电连接，所述蓄电池的电能输出端与隔离性DC/DC模块的输入端电连接，所述隔离性DC/DC模块的输出端分别与微型控制器、GPRS无线通信模块和Zigbee无线通信模块的电源输入端电连接，所述微型控制器的信号输出端与Zigbee无线通信模块的信号输入端电连接，所述微型控制器的信号输出端与GPRS无线通信模块的信号输入端电连接。
[0007]优选的，所述微型控制器通过RS485串行总线与Zigbee无线通信模块进行数据通
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[0008]优选的，所述微型控制器通过RS485串行总线与GPRS无线通信模块进行数据通信。
[0009]优选的，所述充电电路设有充电控制芯片，所述充电控制芯片采用CN3083芯片。
[0010]一种基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输方法，包括如下步骤:
[0011]电流采集单元采集配电网线路及分支线路的电流值，经微处理器处理后，采用ZIGBEE无线通信模块发送给基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置；
[0012]基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输装置接收到电流值后发送给配电网线路故障检测分析后台；
[0013]GPRS无线通信模块将接收到的配电网线路故障检测分析后台的通信指令传送到电流采集单元。
[0014]优选的，所述电流采集单元采集配电网线路及分支线路的电流值包括如下步骤:
[0015]电源模块的柱形铁芯沿与一次导线垂直的平面水平放置，柱形铁芯上绕制有电源绕组，电源绕组经与电源绕组连接的桥式整流滤波电路输出恒定的直流电压，为弧形铁芯电流互感器、微处理器、ZIGBEE无线通信模块供电；
[0016]弧形铁芯电流互感器采集配电网线路导线上的一次电流信号，并经积分电路产生与一次电流成正比的二次电压；
[0017]微处理器获取弧形铁芯电流互感器得到的电流信号及电压信号，对积分电路输出的电压信号进行采样处理，计算其基波及谐波信号的大小及相位。
[0018]优选的，所述电流采集单元包括弧形铁芯电流互感器、微处理器、ZIGBEE无线通信模块和电源模块，所述弧形铁芯电流互感器经积分电路与所述微处理器连接，所述ZIGBEE无线通信模块连接微处理器，所述积分电路、微处理器和ZIGBEE无线通信模块均与所述电源模块连接;所述弧形铁芯电流互感器包括弧形铁芯、二次线圈、积分电路、支架和瓷瓶绝缘子，所述二次线圈包括测量绕组和电源绕组，所述测量绕组和电源绕组绕制在所述弧形铁芯上，所述测量绕组的两端与所述积分电路连接，所述电源绕组的两端与所述积分电路连接，所述弧形铁芯和积分电路均设置在所述支架内，所述支架设置在所述瓷瓶绝缘子内；所述瓷瓶绝缘子底部设置有通孔。
[0019]本发明的有益效果是:
[0020]1、本发明可以实现配电网电流采集单元与远程后台之间的无线通信，无线通信通过GPRS无线通信模块实现，可以实现远距离的数据通信，可以使配电网电流采集单元的测量精度得到提高。
[0021]2、本发明采用小型太阳能光伏电池板和蓄电池的组合作为该远程无线通信传输装置主供电电源，小型太阳能光伏电池板可将白天的太阳能转化为电能储存在蓄电池中，以备晚上与阴、雨天使用，采用这种方式不需要外部电源，具有节能环保的效果。
[0022]3、本发明的充电电路中具有充电控制芯片，能够根据输入电压源的电流输出能力自动调整充电电流，可最大限度的利用输入电压源的电流输入能力，并且可以防止对蓄电池的过充电，保障了蓄电池的安全稳定运行。
[0023]4、本发明减少了配电网电流采集单元的远程数据通信所需的功率及通信工作量，节省了配电网电流采集单元的制造成本。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图。
[0025]图2为本发明充电电路的电路原理图。
[0026]图3为本发明弧形铁芯电流互感器的结构示意图。
[0027]图4为本发明弧形铁芯电流互感器的另一结构示意图。
[0028]图5为本发明一种基于配电网线路的电流信息远程无线通信传输方法的方法流程图。
[0029]图6为本发明电流采集的方法流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0031]如图1所示，本发明包括壳体1和太阳能光伏电池板2，太阳能光伏电池板2可转动的设置于壳体1上，可以根据安装位置接收太阳光的实际情况进行转动调节。
[0032]壳体1内部设置有充电电路3、蓄电池4、隔离性DC/DC模块5、微型控制器6、GPRS无线通信模块7和Zigbee无线通信模块8。太阳能光伏电池板2作为该远程无线通信传输装置的主供电电源，其功率选择4W的小型单晶硅光伏电池板，用于将白天的太阳能转化为电能储存在蓄电池4中，以备晚上与阴、雨天使用。小型单晶硅光伏电池板的电能输出端与充电电路3的输入端连接，充电电路3的输出端与蓄电池4的输入端电连接，蓄电池4选用两节电压为6V、功率为3W的可充电锂电池，该两节电池串联使用，蓄电池4的电能输出端与隔离性DC/DC模块5的输入端电连接;隔离性DC/DC模块5实现蓄电池4与电子电路部分的电隔离，同時进行电压变换，将电池电压转换为8051单片机、GPRS无线通信模块7所需的直流供电电压;微型控制器6采用单片机，单片机采用8051单片机芯片，8051单片机芯片的串口信号输出端经过MAX485集成芯片的转换后，通过RS485总线与Zigbee无线通信模块8进行通信；8051单片机芯片还需要扩展一个串口输出，通过专用低功耗串行口扩展芯片SP2538来实现，扩展的串口信号输出端经过MAX485集成芯片的转换后，通过RS485总线与GPRS无线通信模块7进行通信。
[0033]该实施例中，壳体1采用以下组份的