基于光纤通信的架空高压输电线路电流在线监测系统的制作方法

本实用新型属于输变电在线监测技术领域，特别涉及一种基于光纤通信的架空高压输电线路电流在线监测系统。

背景技术：

高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，对电网安全、可靠运行起着关键性的作用，目前输电线路的在线监测系统一般通过在电网上放置传感器，通过传感器采集线路运行信息，并将这些信息传输到监测终端，监测终端通过对这些信息进行分析、处理，得出线路运行数据，再经数据传输端将数据发送到监控中心。

现有技术中用于采集电流的传感器大多是利用电磁感应原理制成的电磁感应式电流互感器，这种传感器具有绝缘复杂、测量信号精度低等缺点，因此不能满足电力系统的实际需要。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于光纤通信的架空高压输电线路电流在线监测系统，本实用新型能够提高测量信号的精度，而且抗干扰能力强、结构简单、成本低廉。

要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于光纤通信的架空高压输电线路电流在线监测系统，包括信号采集监测模块、信号传输模块以及监控终端模块，所述信号采集监测模块的信号输出端连接信号传输模块的信号输入端，所述信号传输模块的信号输出端连接所述监控终端模块的信号输入端。

优选的，所述信号采集监测模块包括电流信号采集电路、全波整流电路、低通滤波电路、采样保持电路、微处理器电路、串口转光纤电路以及供电电路，所述电流信号采集电路的信号输入端连接输电线路的电流信号，电流信号采集电路的信号输出端连接全波整流电路的信号输入端，所述全波整流电路的信号输出端连接低通滤波电路的信号输入端，所述低通滤波电路的信号输出端连接采样保持电路的信号输入端，所述采样保持电路的信号输出端连接微处理器电路的信号输入端，所述微处理器电路的信号输出端连接串口转光纤电路的信号输入端，所述串口转光纤电路的信号输出端连接信号传输模块的信号输入端；所述全波整流电路、低通滤波电路、采样保持电路、微处理器电路、串口转光纤电路的电源输入端均连接所述供电电路的电源输出端。

优选的，所述信号传输模块为光纤通信网络。

优选的，所述监控终端模块包括光纤转串口单元和计算机终端单元，所述光纤转串口单元的信号输入端连接信号传输模块的信号输出端，光纤转串口单元的信号输出端连接计算机终端单元的信号输入端。

优选的，所述微处理器电路包括第一芯片，所述第一芯片的型号为美国微芯科技公司生产的PIC16F883芯片。

进一步的，所述供电电路包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元的电源输出端分别连接全波整流电路、微处理器电路、串口转光纤电路的电源输入端，所述第二供电单元的电源输出端分别连接低通滤波电路、采样保持电路的电源输入端。

进一步的，所述第一供电单元包括太阳能电池板以及蓄电池。

更进一步的，所述第二供电单元包括第二芯片和第三芯片，所述第二芯片的引脚1分别连接第一二极管的阳极以及第一电感的一端，所述第一二极管的阴极连接第一电容的一端、第三电阻的一端并输出电源，所述第一电容的另一端分别连接第二芯片的引脚2、第二电容的一端以及第二芯片的引脚4并接地，所述第二电容的另一端连接第二芯片的引脚3，所述第三电阻的另一端分别连接第四电阻的一端以及第二芯片的引脚5，所述第四电阻的另一端接地，所述第一电感的另一端分别连接第一电阻的一端、第二电阻的一端以及第二芯片的引脚7，所述第一电阻的另一端连接第二芯片的引脚8，所述第二电阻的另一端分别连接第二芯片的引脚6、第三芯片的引脚6、第五电阻的一端以及电源，所述第五电阻的另一端分别连接第三芯片的引脚7、引脚8、引脚1，所述第三芯片的引脚5分别连接第六电阻的一端以及第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端分别连接第三芯片的引脚3、引脚4、第三电容的一端、第四电容的一端并输出电源，所述第三电容的另一端连接第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接第二电感的一端以及第三芯片的引脚2，所述第二电感的另一端、第四电容的另一端均接地。

更进一步的，所述第二芯片和第三芯片的芯片型号均为MC34063。

本实用新型的有益效果为：

(1)、本实用新型包括信号采集监测模块、信号传输模块以及监控终端模块，与传统的电流互感器采集信号不同的是，本实用新型的信号采集监测模块由电流信号采集电路、全波整流电路、低通滤波电路、采样保持电路、微处理器电路、串口转光纤电路以及供电电路组成，全波整流电路特定的电路结构能够提高信号传输效率和精度，从而大大提高了本实用新型测量信号的精度，而且本实用新型抗干扰能力强、结构简单、成本低廉。

(2)、所述信号采集监测模块与监控终端模块之间采用了光纤通信网络进行通信，极大地提高了本实用新型的通信效率，保证了信号在传输过程中的准确度。

(3)、所述供电电路包括第一供电单元和第二供电单元，为整个系统供电，第一供电单元包括太阳能电池板以及蓄电池，第二芯片和第三芯片的芯片型号均为MC34063，该器件本身包含了DC-DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路，而且价格低廉，特定的电路结构保证了本实用新型的供电稳定。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的信号采集监测模块的结构框图；

图3为本实用新型的监控终端模块的结构框图；

图4为本实用新型的第二供电单元的电路原理图。

上述图中的标记均为：10、信号采集监测模块；11、电流信号采集电路；12、全波整流电路；13、低通滤波电路；14、采样保持电路；15、微处理器电路；16、串口转光纤电路；17、供电电路；20、信号传输模块；30、监控终端模块；31、光纤转串口单元；32、计算机终端单元；

U1～U3：第一芯片～第三芯片 L1、L2：第一电感、第二电感

C1～C4：第一电容～第四电容 D1～D2：第一二极管～第二二极管

R1～R7：第一电阻～第七电阻

具体实施方式

下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于光纤通信的架空高压输电线路电流在线监测系统，包括信号采集监测模块10、信号传输模块20以及监控终端模块30，所述信号采集监测模块10用于采集输电线路的电流信号，并将所述电流信号转换成光信号，所述信号采集监测模块10的信号输出端连接信号传输模块20的信号输入端；所述信号传输模块20用于传输所述光信号，所述信号传输模块20的信号输出端连接所述监控终端模块30的信号输入端；所述监控终端模块30用于将来自所述信号传输模块20的光信号转换为电信号，并对所述电信号进行监控。

如图2所示，所述信号采集监测模块10包括电流信号采集电路11、全波整流电路12、低通滤波电路13、采样保持电路14、微处理器电路15、串口转光纤电路16以及供电电路17，所述电流信号采集电路11的信号输入端连接输电线路的电流信号，电流信号采集电路11的信号输出端连接全波整流电路12的信号输入端，所述全波整流电路12的信号输出端连接低通滤波电路13的信号输入端，所述低通滤波电路13的信号输出端连接采样保持电路14的信号输入端，所述采样保持电路14的信号输出端连接微处理器电路15的信号输入端，所述微处理器电路15的信号输出端连接串口转光纤电路16的信号输入端，所述串口转光纤电路16的信号输出端连接信号传输模块20的信号输入端；所述全波整流电路12、低通滤波电路13、采样保持电路14、微处理器电路15、串口转光纤电路16的电源输入端均连接所述供电电路17的电源输出端，所述串口转光纤电路16用于将电流信号转换为光信号。

采用全波整流电路12可有效提高信号传输效率、灵敏度和精度。

所述信号传输模块20为光纤通信网络，极大地提高了本实用新型的通信效率，保证了信号在传输过程中的准确度。

如图3所示，所述监控终端模块30包括光纤转串口单元31和计算机终端单元32，所述光纤转串口单元31的信号输入端连接信号传输模块20的信号输出端，光纤转串口单元31的信号输出端连接计算机终端单元32的信号输入端；所述光纤转串口单元31用于将来自所述信号传输模块20的光信号转换为电信号，所述计算机终端单元32用于对电信号进行监控。

所述第一芯片U1型号为美国微芯科技公司生产的PIC16F883芯片，具备处理数据速度快、可靠性高等特点。

所述供电电路17包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元的电源输出端分别连接全波整流电路12、微处理器电路15、串口转光纤电路16的电源输入端，所述第二供电单元的电源输出端分别连接低通滤波电路13、采样保持电路14的电源输入端。

所述第一供电单元包括太阳能电池板以及蓄电池，所述太阳能电池板和蓄电池以交替的工作方式为系统供电，提高了本实用新型供电的稳定性。

所述第二供电单元包括第二芯片U2和第三芯片U3，所述第二芯片U2的引脚1分别连接第一二极管D1的阳极以及第一电感L1的一端，所述第一二极管D1的阴极连接第一电容C1的一端、第三电阻R3的一端并输出电源，所述第一电容C1的另一端分别连接第二芯片U2的引脚2、第二电容C2的一端以及第二芯片U2的引脚4并接地，所述第二电容C2的另一端连接第二芯片U2的引脚3，所述第三电阻R3的另一端分别连接第四电阻R4的一端以及第二芯片U2的引脚5，所述第四电阻R4的另一端接地，所述第一电感L1的另一端分别连接第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端以及第二芯片U2的引脚7，所述第一电阻R1的另一端连接第二芯片U2的引脚8，所述第二电阻R2的另一端分别连接第二芯片U2的引脚6、第三芯片U3的引脚6、第五电阻R5的一端以及电源，所述第五电阻R5的另一端分别连接第三芯片U3的引脚7、引脚8、引脚1，所述第三芯片U3的引脚5分别连接第六电阻R6的一端以及第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的另一端接地，所述第六电阻R6的另一端分别连接第三芯片U3的引脚3、引脚4、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端并输出电源，所述第三电容C3的另一端连接第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接第二电感L2的一端以及第三芯片U3的引脚2，所述第二电感L2的另一端、第四电容C4的另一端均接地。

所述第二芯片U2和第三芯片U3的芯片型号均为MC34063，该器件本身包含了DC-DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路，而且价格低廉，特定的电路结构保证了本实用新型的供电稳定

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。