输电线路监测装置的风光互补供电系统的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  3

专利名称:输电线路监测装置的风光互补供电系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及输电线路监测技术领域,具体涉及一种用于输电线路监测装置的风光互补供电系统。
背景技术
输电线路监测装置是安装在超高压输电线路铁塔上的用于监测超高压输电线路结冰厚度、舞动幅度、铁塔倾斜度以及周围气象参数的装置,其处于崇山峻岭之中,工作环境恶劣、可靠性要求很高。为确保输电线路监测装置可靠工作,对其使用的电池的充放电和与电池有关的参数,必须要有可靠的、智能化的控制;为及时掌握电池的使用情况,还需要对电池的参数进行远程监测。目前,输电线路监测装置所使用的电池虽然有智能化的充放电控制功能以及远程电池参数监测功能,但总体来讲充放电控制不够精确,采集的电池参数也不够准确。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种输电线路监测装置的风光互补供电系统,使现有输电线路监测装置的电池具有更加精确的智能化充放电管理功能且能通过输电线路监测装置对电池的主要参数进行更准确的监测;同时集成太阳能和风能两种供电模式,提高系统的供电能力,减少因系统供电能力不足而导致的输电线路监测装置停止运行,以及蓄电池过度放电等故障。本实用新型的技术方案如下:一种输电线路监测装置的风光互补供电系统,由太阳能电池板、控制电路板、蓄电池和风力发电机组成;所述控制电路板分别与太阳能电池板、蓄电池和风力发电机相连接;所述控制电路板的组成包括微控制器MCU、温度传感器、电压采集单元、RS485通讯单元、充电控制单元、放电控制单元、直接输出单元以及电源输出接口 ;所述微控制器MCU采集温度传感器和电压采集单元的电压并进行计算和分析,控制充电控制单元和放电控制单元对蓄电池进行充放电控制;微控制器MCU通过RS485通讯单元与输电线路监测装置通信;所述直接输出单元将太阳能电池板或风力发电机的输出电压升高后直接输出给输电线路监测装置;所述电源输出接口通过蓄电池或直接输出单元为输电线路监测装置供电。其进一步的技术方案为:所述蓄电池为耐低温铅酸蓄电池。其进一步的技术方案为:所述控制电路板和蓄电池一起放置在一个专用的箱子里。其进一步的技术方案为:所述太阳能电池板、控制电路板、蓄电池和风力发电机之间以导线束相互连接。其进一步的技术方案为:所述控制电路板通过由电源线和通信线组成的导线束与输电线路监测装置相连接;在所述导线束接口处使用气体放电管和瞬态电压抑制二极管进行防雷保护,并通过磁环包裹导线束。其进一步的技术方案为:所述控制电路板对是通过太阳能电池板还是风力发电机供电进行逻辑控制;当太阳能电池板输出电压高于风力发电机时,通过太阳能电池板供电;反之,通过风力发电机供电。其进一步的技术方案为:所述微控制器MCU选用Microchip公司的PIC16F88 ;所述温度传感器选用MAX6613温度传感器;所述电压采集单元采用高精度电阻进行分压采集;所述RS485通讯单元采用MAX3085芯片;所述充电控制单元和放电控制单元采用IRF540芯片;所述直接输出单元采用GS3663芯片;所述电源输出接口采用可自恢复保险丝和限流电阻。本实用新型的有益技术效果是:一、使用耐低温可以反复充放电的铅酸蓄电池作为输电线路监测装置的电池,使输电线路监测装置的整机工作温度能从使用镍镉电池的-20°C降到_40°C。二、控制电路板使用智能充放电控制集成电路,使铅酸蓄电池按照预先设定的、符合铅酸蓄电池充放电曲线要求的电压、电流、时间等物理量进行充电和放电,和普通充放电方式相比,能大大提高电源效率、延长电池使用寿命。三、将控制电路板和铅酸蓄电池放置在同一个箱体内,实时监测蓄电池的真实温度、电压、充电/放电状态、电池容量等参数,使智能充放电控制集成电路对蓄电池实施实时性充放电控制,和现有的其他产品相比,参数值更真实、准确度更高、控制更精确。四、将控制电路板上的数据总线和输电线路监测装置的数据总线相连,可以利用GPRS/CDMA等通信方式,通过输电线路监测装置,远程监测蓄电池的参数,减少更换蓄电池的盲目性,提高蓄电池的使用效率,节约输电线路监测装置的运行成本。五、通过直接输出单元,可以将太阳能电池板或者风力发电机输出的电能直接提供给输电线路监测装置,不需要每次都消耗蓄电池的电能,从而可以增加蓄电池的使用天数,减少蓄电池的使用次数,延长蓄电池的使用寿命。六、在导线束接口处做了防雷保护,使用气体放电管和瞬态电压抑制二极管来进行防雷保护,可以有效防止雷击。通过磁环包裹导线束,有效的防止了电磁干扰。七、电源输出接口采用可自恢复保险丝和限流电阻,防止电流过大,烧毁输电线路监测装置。

图1是本实用新型的电路连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。本实用新型的电路如图1所示,由太阳能电池板1、控制电路板2、蓄电池3和风力发电机4组成。其中控制电路板2的组成包括:微控制器MCU5、温度传感器6、电压采集单元7、RS485通讯单元8、充电控制单元9、放电控制单元10、直接输出单元11以及电源输出接口 12。上述控制电路板2分别与太阳能电池板1、蓄电池3和风力发电机4相连接。太阳能电池板1、控制电路板2、蓄电池3和风力发电机4相互之间以导线束相连接。控制电路板2和蓄电池3 —起放置在一个专用箱子里。控制电路板2又通过由电源线和通信线组成的导线束与输电线路监测装置相连接。上述导线束接口处做防雷保护,并通过磁环包裹。本实施例中,太阳能电池板I选用最大输出电压17.6V,最大输出电流2.56A的普通太阳能电池板。风力发电机4选用最大输出电压18V,最大输出电流4.4A的风力发电机。蓄电池3选用工作温度范围为_55°C -75°C、电压12V、容量50Ah的纯铅薄极密封阀控式免维护铅酸蓄电池(组)。微控制器MCU5选用Microchip公司的PIC16F88。温度传感器6选用MAX6613温度传感器,电压采集单元6采用高精度电阻进行分压采集,RS485通讯单元8采用MAX3085芯片,充电控制单元9和放电控制单元10采用IRF540芯片,直接输出单元11采用GS3663芯片。电源输出接口 12采用可自恢复保险丝和限流电阻。本实用新型的工作原理如下:控制电路板2是以智能充放电控制集成电路为主组成的。通过微控制器MCU5对采集的与其连接的温度传感器6和电压采集单元7的电压的计算和分析,来实时监测蓄电池3的真实温度、电压、充电/放电状态、电池容量等参数。通过微控制器MCU5控制与其连接的充电控制单元9和放电控制单元10,来实现对蓄电池3实时性充放电控制。通过与微控制器MCU5连接的RS485通讯单元8来实现本系统与输电线路监测装置通信。输电线路监测装置再通过GPRS/CDMA和服务器通信,使远方的控制者随时可以对蓄电池3的充放电状态以及诸如温度、电压、充电/放电状态、电池容量等参数进行监测。直接输出单元11分别与太阳能电池板I和风力发电机4连接,直接输出单元11将太阳能电池板I或风力发电机4的输出电压通过GS3663芯片升高到一定电压值后,直接输出给输电线路监测装置。通过直接输出单元11,可以在有太阳直射的晴朗天气或有一定风力的情况下,直接通过太阳能电池板I或风力发电机4对输电线路监测装置供电,不需要消耗蓄电池3的电量。电源输出接口 12分别与蓄电池3和直接输出单元11连接,是给输电线路监测装置供电的输出接口。电源输出接口 12采用可自恢复保险丝和限流电阻,防止电流过大,烧毁输电线路监测装置。在系统运行过程,决定是通过太阳能电池板I还是风力发电机4供电,完全取决于控制电路板2的逻辑控制。当太阳能电池板I输出电压高于风力发电机4时,通过太阳能电池板I对输电线路监测装置供电;反之,则通过风力发电机4对输电线路监测装置供电。基于上述结构,本实用新型由太阳能电池板及风力发电机产生电能,通过导线束和与铅酸蓄电池位于同一个箱体内的控制电路板相连,控制电路板再通过导线束分别和铅酸蓄电池及输电线路监测装置相连,使外界能通过输电线路监测装置对铅酸蓄电池的参数进行远程监测。其中,控制电路板上的电子元器件对铅酸蓄电池进行智能化充放电控制和测量铅酸蓄电池的参数。控制电路板上的智能充放电控制集成电路采用固化了程序的微处理器,其内部有通用逻辑和专用软件,其外部由传感器、控制单元和通讯单元等外围电路组成。以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型不限于以上实施例。可以理解,本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化,均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:由太阳能电池板(I)、控制电路板(2)、蓄电池(3)和风力发电机(4)组成;所述控制电路板(2)分别与太阳能电池板(I)、蓄电池(3)和风力发电机(4)相连接; 所述控制电路板(2)的组成包括微控制器MCU(5)、温度传感器(6)、电压采集单元(7)、RS485通讯单元(8)、充电控制单元(9)、放电控制单元(10)、直接输出单元(11)以及电源输出接口( 12 );所述微控制器MCU (5 )采集温度传感器(6 )和电压采集单元(7 )的电压并进行计算和分析,控制充电控制单元(9)和放电控制单元(10)对蓄电池(3)进行充放电控制;微控制器MCU (5)通过RS485通讯单元(8)与输电线路监测装置通信;所述直接输出单元(11)将太阳能电池板(I)或风力发电机(4)的输出电压升高后直接输出给输电线路监测装置;所述电源输出接口(12)通过蓄电池(3)或直接输出单元(11)为输电线路监测装置供电。
2.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述蓄电池(3)为耐低温铅酸蓄电池。
3.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述控制电路板(2 )和蓄电池(3 ) —起放置在一个专用的箱子里。
4.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述太阳能电池板(I)、控制电路板(2 )、蓄电池(3 )和风力发电机(4 )之间以导线束相互连接。
5.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述控制电路板(2)通过由电源线和通信线组成的导线束与输电线路监测装置相连接;在所述导线束接口处使用气体放电管和瞬态电压抑制二极管进行防雷保护,并通过磁环包裹导线束。
6.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述控制电路板(2)对是通过太阳能电池板(I)还是风力发电机(4)供电进行逻辑控制;当太阳能电池板(I)输出电压高于风力发电机(4 )时,通过太阳能电池板(I)供电;反之,通过风力发电机(4)供电。
7.根据权利要求1所述输电线路监测装置的风光互补供电系统,其特征在于:所述微控制器MCU (5)选用Microchip公司的PIC16F88 ;所述温度传感器(6)选用MAX6613温度传感器;所述电压采集单元(7)采用高精度电阻进行分压采集;所述RS485通讯单元(8)采用MAX3085芯片;所述充电控制单元(9)和放电控制单元(10)采用IRF540芯片;所述直接输出单元(11)采用GS3663芯片;所述电源输出接口(12)采用可自恢复保险丝和限流电阻。
专利摘要本实用新型提供一种输电线路监测装置的风光互补供电系统,由太阳能电池板及风力发电机产生电能,通过导线束和与铅酸蓄电池位于同一个箱体内的控制电路板相连,控制电路板再通过导线束分别和铅酸蓄电池及输电线路监测装置相连,使外界能通过输电线路监测装置对铅酸蓄电池的参数进行远程监测。通过控制电路板上的电子元器件对铅酸蓄电池进行智能化充放电控制和测量铅酸蓄电池的参数。
文档编号H02J9/06GK203027002SQ20132001634
公开日2013年6月26日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者严锐, 周虎明, 陈流 申请人:无锡市格力普科技有限公司

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