低功耗在線監(jiān)測裝置的環(huán)境取能方法研究.pdf

1、電氣設備和輸電線路的運行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行至關(guān)重要。在線監(jiān)測技術(shù)能實時監(jiān)測各運行參量，并可真實、有效反映設備絕緣等方面的實際情況，是目前確保設備及線路運行安全的重要技術(shù)手段。然而，在某些應用場合下，在線監(jiān)測裝置長期存在電源不易獲取，現(xiàn)有供電方案可靠性差的問題，電源供給成為制約在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。針對這一問題，本文提出采用收集并轉(zhuǎn)換環(huán)境能量這一新途徑為低功耗電氣設備在線監(jiān)測裝置提供電源，并通過多能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)磁場能

2、、溫差熱能、振動機械能能和太陽能的混合接入，改善了目前僅有的單一或兩種環(huán)境能源收集系統(tǒng)存在的供能不足及輸出不穩(wěn)定的缺點，具有工程實際意義。
　　本文分別采用壓電能量采集器、溫差熱電模塊和設計的一種非穿心式磁場取能裝置實現(xiàn)振動機械能、溫差熱能以及磁場能的采集和轉(zhuǎn)換。本文首先對三種能量的轉(zhuǎn)換特性進行了理論研究，并利用搭建的環(huán)境取能試驗平臺分別進行了模擬取能試驗，進而對這三種能量采集方法的輸出功率進行了定量評估，對其輸出功率進行了優(yōu)化分

3、析。
　　基于不同能量采集方法的輸出特性，設計并搭建了相應的低功耗電源管理電路。低功耗電源管理電路以極低的工作能耗實現(xiàn)了對于微弱輸入電能的調(diào)理和管理，將換能器件輸出的具有不同交直流類型和大小的電壓轉(zhuǎn)換成無線傳感器網(wǎng)絡所需的3.3V穩(wěn)定直流電壓，并通過對比試驗驗證了環(huán)境能量混合接入的可行性和有效性。
　　采用基于 ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡作為負載進行了整機帶載試驗。對ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡在不同工作模式下的功耗進行