一种配电线路故障指示器的采集单元的电源和采集单元的制作方法

本发明属于配电网运行控制，具体涉及一种配电线路故障指示器的采集单元的电源和采集单元。

背景技术：

1、配电线路故障指示器采集单元安装在配电线路上，监测配电线路的负荷电流和电场强度，能根据负荷电流和电场强度的变化判断短路故障、单相接地故障和断线故障，并通过闪光或者翻牌的形式指示故障，还可将相关信息上传至汇集单元。

2、目前的采集单元主要依靠电流互感器感应取电，辅以超级电容作为主供电源，电池作为后备电源。主供电源和后备电源相互独立，当主供电源不能维持全功能工作时，后备电源自动投入；当主供电源恢复时，自动切回主供电源供电。

3、但利用电流互感器取电存在以下问题：当线路负荷电流较小时，电流互感器不能获取足够的能量为故障指示器采集单元供电，即存在供能死区。

技术实现思路

1、为克服上述相关技术中存在的问题，本技术提供一种配电线路故障指示器的采集单元的电源和采集单元。

2、根据本技术实施例的第一方面，提供一种配电线路故障指示器的采集单元的电源，包括：依次连接的取能线圈、电能变换模块和低压差线性稳压电路，以及与所述低压差线性稳压电路连接的第一备用电源和第二备用电源；所述取能线圈与母线连接，所述低压差线性稳压电路与采集单元中需要电能的模块连接，所述第一备用电源与所述电能变换模块连接；

3、所述取能线圈，用于从母线上获取交流电，并将所述交流电传输至所述电能变换模块；

4、所述电能变换模块，用于将所述交流电变换为目标直流电，并将所述目标直流电通过低压差线性稳压电路传输至所述采集单元，为所述采集单元供电；以及将所述目标直流电传输至所述第一备用电源；

5、所述第一备用电源，用于利用所述目标直流电进行充电，以及通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电；

6、所述第二备用电源，用于通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电。

7、优选的，所述电能变换模块，包括：依次连接的整流滤波电路、buck电路和boost电路，所述整流滤波电路与所述取能线圈连接，所述boost电路分别与所述低压差线性稳压电路和所述第一备用电源连接；

8、所述整流滤波电路，用于将所述交流电转换为直流电，并将所述直流电传输至所述buck电路；

9、所述buck电路，用于对所述直流电进行降压，得到降压后的直流电，并将所述降压后的直流电传输至所述boost电路；

10、所述boost电路，用于对所述降压后的直流电进行升压，得到目标直流电，并将所述目标直流电分别传输至所述低压差线性稳压电路和所述第一备用电源。

11、优选的，所述整流滤波电路采用桥式整流电路。

12、优选的，所述取能线圈，包括：铁芯本体和线圈；

13、所述线圈缠绕在所述铁芯本体上后与整流滤波电路连接。

14、优选的，所述铁芯本体由截面为半环形的两个铁芯组合而成；

15、所述两个铁芯的两侧的开口处均设有凸缘，所述两个铁芯中相互对应的开口处相互匹配，所述两个铁芯通过固定件贯穿所述凸缘进行连接。

16、优选的，所述固定件为螺钉和螺母。

17、优选的，所述铁芯本体的材料为坡莫合金。

18、优选的，所述第一备用电源为超级电容。

19、优选的，所述第二备用电源为大容量的一次性锂电池。

20、优选的，所述第一备用电源，具体用于：

21、当所述取能线圈从母线正常取电时，所述第一备用电源利用所述目标直流电进行充电；

22、当所述取能线圈无法从母线正常取电时，所述第一备用电源进行放电，以通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电，直至所述第一备用电源放电完毕。

23、优选的，所述第二备用电源，具体用于：

24、当所述取能线圈从母线正常取电或所述第一备用电源放电时，所述第二备用电源无动作；

25、当所述取能线圈无法从母线正常取电且所述第一备用电源放电完毕时，所述第二备用电源通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电。

26、根据本技术实施例的第二方面，提供一种配电线路故障指示器的采集单元，包括：控制器以及上述的配电线路故障指示器的采集单元的电源；

27、所述控制器，用于通过控制取能线圈、第一备用电源或第二备用电源为采集单元供电，进而控制采集单元的工作模式。

28、优选的，还包括：低功耗无线通信模块和低功耗时钟模块；

29、所述低功耗无线通信模块，用于与汇集单元和其他采集单元进行交互；

30、所述低功耗时钟模块，用于进行计时和对时。

31、优选的，所述采集单元的工作模式，包括：极简功能模式、基本功能模式和全功能模式；

32、所述极简功能模式为：所述采集单元定期采集配电线路的负荷电流，根据所述负荷电流判断所述配电线路是否发生短路故障，得到第一判断结果，并将所述第一判断结果通过低功耗无线通信模块发送至与所述采集单元对应的汇集单元；

33、所述基本功能模式为：所述采集单元定期采集配电线路的负荷电流和电场强度，根据所述负荷电流和所述电场强度判断所述配电线路是否发生短路故障和/或接地故障，得到第二判断结果，并将所述第二判断结果通过低功耗无线通信模块发送至与所述采集单元对应的汇集单元；以及开启所述低功耗时钟模块的计时功能；

34、所述全功能模式为：所述采集单元的全部功能均正常运行。

35、优选的，所述控制器，具体用于：

36、当所述取能线圈从母线正常取电时，控制所述第一备用电源进行充电，控制所述第二备用电源无动作，控制所述采集单元的工作模式为所述全功能模式；

37、当所述取能线圈无法从母线正常取电时，控制所述第二备用电源无动作，控制所述第一备用电源进行放电，以使所述第一备用电源通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电，直至所述第一备用电源放电完毕，以及控制所述采集单元的工作模式为所述基本功能模式；

38、当所述取能线圈无法从母线正常取电且所述第一备用电源放电完毕时，控制所述第二备用电源通过低压差线性稳压电路为所述采集单元供电，以及控制所述采集单元的工作模式为极简功能模式。

39、优选的，所述低功耗无线通信模块采用433mhz的无线通信；

40、所述低功耗时钟模块采用高精度低频晶振与中等精度的高频晶振的组合，所述中等精度的高频晶振为时钟源，所述高精度低频晶振根据低频晶振与高频晶振的计数差值对所述中等精度的高频晶振进行校准。

41、本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

42、本发明提供的一种配电线路故障指示器的采集单元的电源，包括：依次连接的取能线圈、电能变换模块和低压差线性稳压电路，以及与低压差线性稳压电路连接的第一备用电源和第二备用电源。本发明提供的一种配电线路故障指示器的采集单元，包括：控制器以及配电线路故障指示器的采集单元的电源；控制器，用于通过控制取能线圈、第一备用电源或第二备用电源为采集单元供电，进而控制采集单元的工作模式。本发明提高了取能线圈的取电能力，降低了采集单元在各种工作状态下的功耗，很好地解决了一次侧负荷小电流情况下感应取电存在供能死区的问题，对于扩大故障指示器的应用范围和提升故障指示器的应用效果具有重要意义。