用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電網(wǎng)領域，更具體地說，涉及一種用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]輸電線路包括至少一組輸電桿塔，每組輸電桿塔包括若干個依次排列的桿塔，在所述桿塔上一般設置有多種監(jiān)測終端，例如:傾斜檢測終端、振動檢測終端、雷擊檢測終端等等?，F(xiàn)有的監(jiān)測終端供電方式一般為通過蓄電池供電，與蓄電池通過中間連接件實現(xiàn)電能傳遞，供電方式單一。而且監(jiān)測終端處在野外環(huán)境，特別是在偏遠的山區(qū)，蓄電池用完經(jīng)常不能及時充電或者更換。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述監(jiān)測終端供電形式單一、蓄電池不能及時充電或者更換的缺陷，提供一種能充分利用野外風能和太陽能進行電能補充、以及提供有線和無線兩種供電方式的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，包括風力發(fā)電機、太陽能電板、蓄電池、用于控制所述風力發(fā)電機以及太陽能電板給所述蓄電池充電的風光互補控制器、將蓄電池輸出的直流電轉換為交流電的逆變器、電源接口、將所述逆變器輸出的電壓通過無線的方式發(fā)送的無線供電模塊，所述終端包括與所述電源接口連接的取電接口和/或與無線供電模塊匹配的無線取電模塊；
[0005]風力發(fā)電機、太陽能電板均與風光互補控制器連接，風光互補控制器、蓄電池、逆變器輸入端依次連接，電源接口和無線供電模塊分別連接至逆變器輸出端。
[0006]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述風光互補控制器包括:分別與風力發(fā)電機、太陽能電板以及蓄電池連接的三個電流電壓采樣電路；分別連接風力發(fā)電機與蓄電池、太陽能電板與蓄電池的兩個DC/DC變換器；以及分別與三個電流電壓采樣電路和兩個DC/DC變換器連接的單片機。
[0007]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述單片機的型號為 PIC16F877A。
[0008]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述逆變器包括DSP控制器、DC/DC電路、逆變電路、交流電源；
[0009]DC/DC電路包括儲能電感、具有反并聯(lián)二極管的I個功率開關器件、續(xù)流二極管、濾波電容；逆變電路包括具有反并聯(lián)二極管的4個功率開關器件、濾波電感；
[0010]所有的功率開關器件的控制端分別連接至DSP控制器的對應引腳以接收PWM信號，蓄電池的正極通過一個所述功率開關器件連接至所述儲能電感一端和續(xù)流二極管的負極，濾波電容連接至所述儲能電感的另一端與續(xù)流二極管的正極之間，續(xù)流二極管的正極連接至經(jīng)蓄電池的負極，4個功率開關器件分別構成橋式電路的兩個上臂和兩個下臂，所述上臂和所述下臂為一個橋臂，兩個橋臂均與濾波電容并聯(lián)，交流電源串聯(lián)所述濾波電感后連接至兩個上臂和下臂的兩個連接節(jié)點之間。
[0011]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述無線供電模塊包括:主控電路、用于在所述主控電路的控制下將所述逆變器輸出的能量轉換為振蕩波的能量轉換電路、用于將所述振蕩波放大的放大電路和用于將放大的所述振蕩波以無線電磁波的方式發(fā)送的發(fā)射電路；
[0012]所述主控電路、能量轉換電路、放大電路、發(fā)射電路依次相連，主控電路、能量轉換電路、放大電路分別連接至所述逆變器。
[0013]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射電路包括相互并聯(lián)的第一電感和第一電容，所述無線取電模塊包括相互并聯(lián)的第二電感和第二電容。
[0014]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述能量轉換電路包括集成與非門、第一電阻、第二電阻和第三電容，所述集成與非門內(nèi)部集成有第一與非門、第二與非門、第三與非門，
[0015]所述第一與非門的一個輸入端分別連接至所述第一電阻的一端和第三電容的一端，所述第一電阻的另一端分別連接至所述第一與非門的輸出端和第二與非門的一個輸入端，所述第二與非門的另一個輸入端以及所述第一與非門的另一個輸入端均連接至逆變器輸出的交流電源的正極，所述第三電容的另一端連接至所述第二與非門的輸出端，所述第二與非門的輸出端連接至第三與非門的一個輸入端，所述第三與非門的另一個輸入端通過所述第二電阻連接至所述主控電路，所述第三與非門的輸出端連接至所述放大電路。
[0016]本實用新型所述的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，其中，所述放大電路包括NPN型的第一三極管、NPN型的第二三極管、PNP型的第三三極管、NPN型的第四三極管、第三電阻、第四電阻；
[0017]所述第一三極管的集電極通過所述第四電阻連接至所述逆變器輸出的交流電源的正極，所述第一三極管的基極連接至所述能量轉換電路的輸出端，所述第一三極管的基極還通過所述第三電阻連接至逆變器輸出的交流電源的正極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的基極和所述第三三極管的基極均連接至所述第一三極管的集電極，所述第二三極管的集電極連接至逆變器輸出的交流電源的正極，第三三極管的集電極接地，所述第二三極管的發(fā)射極和第三三極管的發(fā)射極均連接至第四三極管的基極，所述第四三極管的發(fā)射極接地，所述第四三極管的集電極連接至所述發(fā)射電路。
[0018]實施本實用新型的用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)，具有以下有益效果:本實用新型充分利用野外的自然環(huán)境條件，利用風能、太陽能給蓄電池進行電能補充，有效保證了終端的供電運行，而且本實用新型不僅提供了電源接口供終端進行有線取電，還設計了無線供電模塊以通過無線方式給對應的終端進行無線供電。
【附圖說明】
[0019]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0020]圖1是本實用新型用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1中風光互補控制器的結構示意圖；
[0022]圖3是圖1中逆變器的電路圖；
[0023]圖4是圖1中無線供電模塊的結構框圖；
[0024]圖5是圖4中無線供電模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0026]參考圖1，是本實用新型用于輸電線路監(jiān)測終端的供電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0027]供電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機12、太陽能電板11、蓄電池14、用于控制所述風力發(fā)電機12以及太陽能電板11給所述蓄電池14充電的風光互補控制器13、將蓄電池14輸出的直流電轉換為交流電的逆變器20、電源接口 21、將所述逆變器20輸出的電壓通過無線的方式發(fā)送電源能量的無線供電模塊22，所述終端包括與所述電源接口 21連接的取電接口和/或與無線供電模塊22匹配的無線取電模塊；
[0028]風力發(fā)電機12、太陽能電板11均與風光互補控制器13連接，風光互補控制器13、蓄電池14、逆變器20輸入端依次連接，電源接口 21和無線供電模塊22分別連接至逆變器20輸出端。
[0029]參考圖2，所述風光互補控制器13包括:分別與風力發(fā)電機12、太陽能電板11以及蓄電池14連接的三個電流電壓采樣電路；分別連接風力發(fā)電機12與蓄電池14、太陽能電板11與蓄電池14的兩個DC/DC變換器；以及分別與三個電流電壓采樣電路和兩個DC/DC變換器連接的單片機。
[0030]電流電壓采樣電路可以利用采樣電阻實現(xiàn)，DC/DC變換器可以采用DC/DC芯片實現(xiàn)，例如mc34063，本實施例中單片機的型號為PIC16F877A。電源接口 21可以為USB接口、或者電源通用接口等，此處并不做限制。
[0031]單片機根據(jù)電流電壓采樣電路獲取太陽能電板11輸出的電壓、風力發(fā)電機12整流輸出的電壓、蓄電池14的電壓、以及蓄電池14的充電電流等，對兩個DC/DC變換器進行控制，進而實現(xiàn)對蓄電池14的充電控制。在風、日照充足的條件下，可以將風光二者產(chǎn)生的電能結合起來，存儲在蓄電池14內(nèi)，實現(xiàn)二者的互補，且通過蓄電池14調(diào)節(jié)輸出的直流電壓可以保持穩(wěn)定。
[0032]參考圖3，蓄電池14輸出的直流電經(jīng)過逆變器20轉換為交流電，逆變器20包括DSP控制器、DC/DC電路201、逆變電路202、交流電源AC，圖中DC表示蓄電池14輸出的直流電源。
[0033]DC/DC電路201包括儲能電感LlO、具有反并聯(lián)二極管的I個功率開關器件QlO、續(xù)流二極管D60、濾波電容C ;逆變電路202包括具有反并聯(lián)二極管的4個功率開關器件Q20、Q30、Q40、Q50以及濾波電感L20，功率開關器件可以為三極管或者MOS管，本實施例中為NPN
型的三極管。
[0034]所有的功率開關器件的基極分別連接至DSP控制器的對應引腳以接收PWM信號，蓄電池14的正極通過一個所述功率開關器件連接至所述儲能電感LlO —端和續(xù)流二極管D60的負極，濾波電容C連接至所述儲能電感LlO的另一端與續(xù)流二極管D60的正極之間，續(xù)流二極管D60的正極連接至經(jīng)蓄電池14的負極，4個功率開關器件分別構成橋式電路的兩個上臂和兩個下臂，所述上臂和所述下臂為一個橋臂，兩個橋臂均與濾波電容C并聯(lián)，交流電源串聯(lián)所述濾波電感L20后連接至兩個上臂和下臂的兩個連接節(jié)點之間。
[0035]通過控制PWM1-PWM5的占空比，可以控制功率開關器件的開關切換頻率。當QlO導通時，直流電源DC通過QlO、儲能電感LlO給后續(xù)逆變電路202供電，由于儲能電感LlO的自感，在QlO接通后，電流增大緩慢，即輸出不能立刻達到電源電壓值，一定時間后，開關斷開，由于儲能電感LlO的自感，保持電路中電流不變，電流從地線返回流到續(xù)流二極管D60的正極，經(jīng)續(xù)流二極管D60返回儲能電感LlO形成回路，實現(xiàn)穩(wěn)壓目的，根據(jù)檢測輸出的電壓控制PWMl的占空比，可以調(diào)節(jié)輸出電壓幅值，實現(xiàn)降壓或者升壓。
[0036]同樣的，通過控制PWM2-PWM5，可以實現(xiàn)把直流電變成了交流電。當Q20、Q50導通，Q30、Q40斷開時，AC為正，當Q20、Q50斷開，Q30、Q40導通時，AC為負，改變兩組開關切換頻率，可改變輸出交流電頻率。
[0037]參考圖4，所述無線供電模塊22包括:主控電路221、用于在所述主控電路221的控制下將所述逆變器20輸出的能量轉換為振蕩波的能量轉換電路222、用于將所述振蕩波放大的放大電路223和用于將放大的所述振蕩波以無線電磁波的方式發(fā)