一种取能采样一体化电流监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种取能采样一体化电流监测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着经济的高速增长和科学技术的发展，中国的窃电现象呈现出高发和上升势态，窃电问题比以往更为严重，一些单位或个人，尤其是高能耗企业，将盗窃电能降低成本作为获利手段，采取各种方法窃取电量，以达到不交或少交电费的目的。窃电问题一直困扰着供电部门，窃电造成电能大量流失，严重损害了供电企业的合法权益，扰乱了正常的供用电秩序，同时也严重影响了电力事业的健康发展，而且给电网安全带来了严重威胁。主要表现为窃电手段科技化、窃电过程隐蔽化、窃电数量大额化，给国家造成严重的经济损失。针对以上现象，一些电力企业虽然已经采取了人工排查、高供低计用户实施高供高计改造以及推广用电信息采集系统的建设等措施，但这些传统的防窃电方法存在着很大的不足及客观缺陷，例如:人工排查和高供高计不仅不能实现实时监测，而且也浪费了大量的人力和物力成本，没有从根本上实现实时、高效、准确地防窃电。
[0003]为了解决现有防窃电措施的不足，已经有人开发了针对专变用户的负荷监测系统。该系统主要是在原有的用电信息采集系统的基础上增加了无线负荷监测装置和无线数据收发装置。无线负荷监测装置采集专变用户变压器一次侧用电信息，无线数据收发装置接收来自无线负荷监测装置的数据，再通过无线的方式上传给远程主站，最后与二次侧用户电能表计量的用电数据进行比对分析，做到了对用户的用电情况实时、准确、直观以及全面的监控。
[0004]上述的负荷监测系统与主站的通信方式主要是基于无线公网的GPRS形式，而GPRS按流量计费，每台终端每月最低需5M，按终端计费为20?100元。GPRS信道终端设备长期挂在网上，只要不发生数据通信就不会发生费用。但终端设备必须随时监视网络状况，一旦发现掉网马上重新连接上网并同时将自己新的IP地址上报主站，从而增加了数据流量，而此部分流量费用也需由用户支付。据不完全统计，国家电网公司每年给中国移动公司缴纳几亿元的通讯费用。例如，如果按15分钟上报一次，每条短信费按0.1元计算，那么一年内一台数据收发装置需要支付给移动通信公司的短信费用为(24*60/15)*0.1*365 =3504元，假如一年按照3万套来安装计算，则一年内需要给移动通信公司支付的短信费用为3504*30000?I亿元。可见使用GPRS所产生的通信费用高得惊人。
[0005]230MHz (VHF) PIN频段一共十五对双工频点和十个单工频点受到全国无线电管理委员会批准并保护专供电力管理系统使用。由于使用权全部归属电力企业，是极好的独占式通讯资源，保证了系统信道使用唯一性，法律法规上讲不允许被挪作它用，可以作为一种一次投资永久享用的资源，可免费使用。
[0006]电流监测装置主要挂接在高压侧的电力母线上，因此，取电成为关键。整个装置的供电要采用电场取能的方式来实现。目前市场上的电流监测装置的采样和取能分别用两个带有磁芯的互感线圈来实现，一个线圈用来做电流采样，另外一个线圈用来实现电场取能，给装置提供工作电能。然而，装置挂接在高压电力线上，必须要考虑装置的体积和重量，采用两个互感线圈的方式体积和重量都很大，而且成本也比较高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是公开一种取能采样一体化电流监测装置，以解决现有电流监测装置体积大、重量大且成本较高的技术问题。
[0008]本发明提供的一种取能采样一体化电流监测装置，包括:电流取能采样单元、中央处理单元、射频通信单元和时钟铁电存储单元；电流取能采样单元、射频通信单元、时钟铁电存储单元分别与中央处理单元相连；
[0009]电流取能采样单元包括取能模块、信号处理及AD采样模块和一个互感线圈，取能模块和信号处理及AD采样模块分别与互感线圈相连，且互感线圈用于与高压母线相连；
[0010]取能模块用于通过互感线圈采集高压母线上的电能并进行整流滤波处理，存储电能并输出直流电为取能采样一体化电流监测装置供电；信号处理及AD采样模块用于通过互感线圈获取采样电流，在对采样电流进行转换后发送至中央处理单元；
[0011]中央处理单元用于获取采样电流并进行数据处理，通过射频通信单元与外部设备进行通信；中央处理单元还用于控制电流取能采样单元，使取能模块和信号处理及AD采样模块通过切换的形式交替工作；
[0012]时钟铁电存储单元为中央处理单元提供晶振时钟并存储数据。
[0013]在上述技术方案中，取能模块包括:整流滤波电路、储能电路、电流泄放电路和电能检测电路；储能电路和电流泄放电路分别通过整流滤波电路与互感线圈相连；且储能电路还与电流泄放电路和电能检测电路相连；储能电路输出的直流电通过DC/DC转换电路为取能采样一体化电流监测装置供电。
[0014]在上述技术方案中，整流滤波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；储能电路包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管和超级电容；电流泄放电路包括场效应管和第一电阻；电能检测电路包括第二电阻和第三电阻；其中，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极相连并与互感线圈的输出端相连，第三二极管的阴极与第四二极管的阳极相连并与互感线圈的另一输出端相连；第二二极管的阴极与第四二极管的阴极相连并与第六二极管的阳极、场效应管的漏极相连；第一二极管的阳极、第三二极管的阳极与场效应管的源极分别相连并接地；第六二极管的阴极与第七二极管的阳极相连，第七二极管的阴极与第八二极管的阳极相连，第八二极管的阴极与第九二极管的阳极相连，第九二极管的阴极与第十二极管的阳极相连，第十二极管的阴极与第十一二极管的阳极相连，第十一二极管的阴极与场效应管的源极相连并接地；第五二极管的阳极与第六二极管的阳极相连，第五二极管的阴极与超级电容的正极相连，超级电容的负极与第十一二极管的阴极相连；超级电容的正极依次通过第二电阻、第三电阻与超级电容的负极相连，且第二电阻与第三电阻之间的连接节点与中央处理单元的电压检测端相连；场效应管的栅极与第一电阻的一端相连并与中央处理单元的泄放控制端相连，第一电阻的另一端与场效应管的源极相连。
[0015]在上述技术方案中，第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第十二极管为MBR130T1G 二极管；第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第i^一二极管为MRA4003T3G 二极管。
[0016]在上述技术方案中，还包括:TD-LTE230M无线电力专网传输单元，TD-LTE230M无线电力专网传输单元与中央处理单元相连；TD-LTE230M无线电力专网传输单元用于通过无线电力专网TD-LTE230M将数据传送至远程系统主站。
[0017]在上述技术方案中，还包括:磁场检测单元，磁场检测单元与中央处理单元相连；磁场检测单元用于获取磁场强度信息，并将磁场强度信息发送至中央处理单元；中央处理单元还用于根据磁场强度信息确定是否存在干扰磁场。
[0018]在上述技术方案中，还包括:看门狗和掉电保护单元，看门狗和掉电保护单元与中央处理单元相连。
[0019]本发明实施例提供的一种取能采样一体化电流监测装置，该装置能够自行从电力线抽取能量，解决了高空用电的难题；同时，使采样、取能应用两个磁芯改为使用一