[发明专利]一种智能传感器用工频相位检测系统、装置及方法

说明书

本发明公开了一种智能传感器用工频相位检测系统、装置及方法，包括电场感应同步和信号发生模块、同步信号无线接收模块、网络模块和数据存储模块；电场感应同步和信号发生模块。本发明通过电磁感应天线感应空间电磁场信号，频率及相位信息提取单元将电磁场信号转换为电信号并将工频信号传递至微处理器，微处理器将工频信号通过POE单元广播出去，并通过POE单元供电，可有效降低局部放电监测装置的制造成本及部署工时，高效、可靠的获取电力设备状态。

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测领域，尤其涉及一种智能传感器用工频相位检测系统、装置及方法。

背景技术

局部放电现象是电力设备绝缘劣化的征兆，对设备开展局部放电检测，及早准确地发现放电源，可防止事故发生，确保电力系统安全可靠运行。传统的局部放电在线监测系统，制造成本较高，安装工时较长，严重制约着设备监测覆盖率的提升。电网行业对状态监测装置的泛物联网化提出了监测传感器具备数据就地处理的要求，即需要集成信号感应、数据采集、数据存储、数据处理及数据发送等功能。

随着传感器的智能化和小型化，为避免复杂的连线，智能传感器一般会采用直流或电池供电，这样做不仅能够节约电缆材料，还能减少现场敷设电缆的工时。但是这样便导致传感器无法从交流电中获取工频相位。工频相位对于局部放电检测非常重要，它是识别不同放电类型(例如悬浮放电、尖端放电等)的基础。每个局部放电脉冲总是发生于工频正弦波的某一个相位，将每次的局部放电脉冲按照发生的相位和幅值进行有序排布，能够得到相位局部放电图谱，Phase Resolved Partial Discharge(PRPD)，智能传感器获取工频相位已经成为一个业内急需解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种智能传感器用工频相位检测系统、装置及方法，用于解决智能传感器难以获取工频相位的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种智能传感器用工频相位检测系统，包括电场感应同步和信号发生模块、同步信号无线接收模块、网络模块和数据存储模块；所述电场感应同步和信号发生模块；所述电场感应同步和信号发生模块感应空间电磁场信号并将信号发射至同步信号无线接收模块，所述同步信号无线接收模块接收信号并进行过零比较，将接收的信号转换为方波信号，并输出至网络模块，数据存储模块通过网络模块接收方波信号，将方波信号处理为工频相位信号并进行存储。

优选的，所述网络模块包括主交换机及次交换机。

优选的，所述同步信号无线接收模块通过次交换机与主交换机连接，所述主交换机与所述数据存储模块连接，所述子交换机通过网线连接物联网传感器，进行数据信号传输并为电场感应同步和信号发生模块提供电源。

优选的，所述同步信号无线接收模块与主交换机连接，所述主交换机与所述数据存储模块连接，所述主交换机另一端通过网线连接物联网传感器，进行数据信号传输并为电场感应同步和信号发生模块提供电源。

一种智能传感器用工频相位检测装置，包括电磁感应天线、电场感应同步和信号发生装置、POE供电单元；所述电磁感应天线设置在所述电场感应同步和信号发生装置上，并传输电磁感应信号，所述POE供电单元与所述电场感应同步和信号发生装置连接，传输数据并与为电场感应同步和信号发生装置供电。

优选的，所述电场感应同步和信号发生装置包括屏蔽壳体及设置在屏蔽壳体内的频率及相位信息提取单元、微处理器；所述频率及相位信息提取单元接收电磁感应信号，将电磁场信号转换为电信号并分析出工频50Hz频率信号及过零点，并传递至微处理器，所述微处理器接收频率信号编码，在工频信号过零点时传递至POE供电单元。

优选的，所述POE供电单元包括相连的以太网接口及电源转换模块，所述以太网接口连接CAT5E网线，传输数据并接收直流电源，所述电源转换模块将直流电源转换为交楼电源，并传输至微处理器和频率及相位信息提取单元。