直流配网用电能计量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流配网用电能计量装置。本发明专利技术包括正极直流电压传感器、负极直流电压传感器、正极直流电流互感器、负极直流电流互感器以及双路电流采样直流电能表；正极直流电压传感器和负极直流电压传感器用于分别测量两侧直流母线上的电压信号大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表；正极直流电压传感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口U+相连，负极直流电压传感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口U‑相连，正极直流电压传感器和负极直流电压传感器的接地端同时与双路电流采样直流电能表的端口PE相连。通过加装本发明专利技术的直流配网用电能计量装置即可安全可靠的对±10kV以上两侧直流母线侧进行直流计量。

Power metering device for DC distribution network

【技术实现步骤摘要】
直流配网用电能计量装置
本专利技术属于电力计量设备
，具体地说是一种直流配网用电能计量装置。
技术介绍
国内目前已建成较多直流配电网及交直流混合配电网示范工程，如北京延庆智能电网交直流混合主动配网示范工程（直流电压±10千伏）、苏州交直流混合主动配电网工程（直流电压±20千伏）、天津四端柔性直流配电网工程（直流电压±10千伏）、张北基于柔性变电站的交直流配电网示范工程（直流电压±375伏、±120伏）及珠海“互联网+”智慧能源工程（直流电压±10千伏）等，但这些直流配网示范工程均未在±10千伏侧和±20千伏侧进行直流计量，仅在充电桩等低压直流负荷侧安装了直流计量装置。中国专利文献CN202153235U公开了一种双向直流电能表，它包括计量单元、CPU控制单元、液晶屏和电源电路，所述计量单元、CPU控制单元均与电源电路相连，它还包括均与CPU控制单元相连的第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路均与电源电路相连。此专利适合电压范围宽，适用于额定电压750V以内的直流电能的计量，且整机出厂后无需调整，应用于电动汽车充电站、充电桩。所述的双向直流电能表只适用于750V以内的直流电能的计量，不能够对±10kV直流电能进行计量。中国专利文献CN103777071A公开了一种高压直流电能表，包括电流检测模块、电压检测模块、模数转换芯片、计量芯片以及微处理单元，所述电流检测模块、电压检测模块将采集的信号分别通过一个模数转换芯片送到计量芯片进行数据的计算，计量芯片将计算得到的电参量与微处理单元进行数据交换。本专利中虽阐述了可以对高压直流源实现对直流电能数据的采集、存储。但是其方法以及原理都未说明、只是提出了一种概念，但是在高压直流计量领域缺少的不是概念。就像是说通过一种交通工具可以达到火星，其并没有阐述这种交通工具的构造以及原理，其并未说明所指高压计量范围。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种可以用于±10kV以上两侧直流母线电能计量的直流配网用电能计量装置。为此，本专利技术采用如下的技术方案：直流配网用电能计量装置，其包括正极直流电压传感器、负极直流电压传感器、正极直流电流互感器、负极直流电流互感器以及用于电压传感器与电流互感器接入的双路电流采样直流电能表；所述的正极直流电压传感器和负极直流电压传感器用于分别测量两侧直流母线上的电压信号大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表；正极直流电压传感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口U+相连，负极直流电压传感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口U-相连，正极直流电压传感器和负极直流电压传感器的接地端同时与双路电流采样直流电能表的端口PE相连；所述的正极直流电流互感器和负极直流电流互感器用于分别测量两侧直流母线上流过的电流大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表；正极直流电流互感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口UI+和UI0+相连，负极直流电流互感器的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表的端口UI-和UI0-相连。进一步地，所述的双路电流采样直流电能表包括电压信号调整电路、电流信号调整电路、直流计量模块、CPU模块和电源模块；所述的电压信号调整电路对正极直流电压传感器和负极直流电压传感器获取到的差分信号进行调整，电流信号调整电路对正极直流电流互感器和负极直流电流互感器获取到的电流信号进行调整，然后传输给直流计量模块，直流计量模块根据正极直流电压传感器、负极直流电压传感器和正极直流电流互感器的测量信号计算出正极母线功率或电能，根据正极直流电压传感器、负极直流电压传感器和负极直流电流互感器的测量信号计算出负极母线功率或电能，并对正极母线与负极母线的功率或电能进行比较核对，直流计量模块将计量结果传输至CPU模块。本专利技术中的双路电流采样直流电能表通过电压差分信号以及电流信号对直流母线两侧电能进行计算，具有测量精度高、稳定性好、可靠性强等优点。进一步地，所述的双路电流采样直流电能表还包括显示模块、按键模块、存储模块和通讯模块，CPU模块将电能数据存储至存储模块，通过按键模块将电压电流以及电能数据显示在显示模块上，通过通讯模块将电压电流以及电能数据传输至上级的集中器。进一步地，所述双路电流采样直流电能表的供电电源为直流24V，通过电源模块给整个双路电流采样直流电能表进行供电。进一步地，所述的通讯模块支持停电唤醒，具有一路红外通讯接口及两路RS-485接口，通过RS-485接口实现组网上传。进一步地，通过集中器使用DL/T645协议抄读双路电流采样直流电能表数据，经以太网/GPRS网络传至系统主站，通过采集系统直观查看直流电能表的运行数据。进一步地，母线两侧的测量数据通过点阵液晶显示屏显示，在两侧电压、电流参数出现异常时，通过灯光报警以及RS485上传报警信息进行提示，以便能够及时、适时地监测处理电压电流异常事件。进一步地，所述的双路电流采样直流电能表采用直流24V单独供电，且具有停电抄表电池以及时钟电池，能够对电能数据做到精确的存储、记录、监测，且供电简单，使用方便。本专利技术在不改变现有直流配电网及交直流混合配电网的应用下，通过加装本专利技术的直流配网用电能计量装置即可安全可靠的对±10kV以上两侧直流母线侧进行直流计量，填补了高压直流计量领域的空缺，完善了高压计量系统。附图说明图1为本专利技术直流配网用电能计量装置的结构示意图；图2为本专利技术双路电流采样直流电能表的结构示意图；图3为本专利技术采集系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的直流配网用电能计量装置包括正极直流电压传感器1、负极直流电压传感器2、正极直流电流互感器3、负极直流电流互感器4、以及电压传感器与电流互感器接入的双路电流采样直流电能表5。正极直流电压传感器1、负极直流电压传感器2分别测量±10kV两侧直流母线上的电压信号大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表。正极直流电压传感器1的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表5的端口U+相连，负极直流电压传感器2的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表5的端口U-相连，正极直流电压传感器1、负极直流电压传感器2的接地端同时与双路电流采样直流电能表5的端口PE相连。正极直流电流互感器3、负极直流电流互感器4分别测量±10kV两侧直流母线上流过的电流大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表。正极直流电流互感器3的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表5的端口UI+和UI0+相连，负极直流电流互感器4的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表5的端口UI-和UI0-相连。双路电流采样直流电能表包括电压信号调整电路6、电流信号调整电路7、直流计量模块8、CPU模块9、电源模块10，计量原理如图2所示，电压信号调整电路6对正极直流电压传感器1、负极直流电压传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.直流配网用电能计量装置，其特征在于，包括正极直流电压传感器(1)、负极直流电压传感器(2)、正极直流电流互感器(3)、负极直流电流互感器(4)以及用于电压传感器与电流互感器接入的双路电流采样直流电能表(5)；/n所述的正极直流电压传感器(1)和负极直流电压传感器(2)用于分别测量两侧直流母线上的电压信号大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表；正极直流电压传感器(1)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口U+相连，负极直流电压传感器(2)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口U-相连，正极直流电压传感器(1)和负极直流电压传感器(2)的接地端同时与双路电流采样直流电能表(5)的端口PE相连；/n所述的正极直流电流互感器(3)和负极直流电流互感器(4)用于分别测量两侧直流母线上流过的电流大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表(5)；正极直流电流互感器(3)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口UI+和UI0+相连，负极直流电流互感器(4)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口UI-和UI0-相连。/n

【技术特征摘要】
1.直流配网用电能计量装置，其特征在于，包括正极直流电压传感器(1)、负极直流电压传感器(2)、正极直流电流互感器(3)、负极直流电流互感器(4)以及用于电压传感器与电流互感器接入的双路电流采样直流电能表(5)；
所述的正极直流电压传感器(1)和负极直流电压传感器(2)用于分别测量两侧直流母线上的电压信号大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表；正极直流电压传感器(1)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口U+相连，负极直流电压传感器(2)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口U-相连，正极直流电压传感器(1)和负极直流电压传感器(2)的接地端同时与双路电流采样直流电能表(5)的端口PE相连；
所述的正极直流电流互感器(3)和负极直流电流互感器(4)用于分别测量两侧直流母线上流过的电流大小，并将测量信号传输到双路电流采样直流电能表(5)；正极直流电流互感器(3)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口UI+和UI0+相连，负极直流电流互感器(4)的二次信号输出端与双路电流采样直流电能表(5)的端口UI-和UI0-相连。


2.根据权利要求1所述的直流配网用电能计量装置，其特征在于，所述的双路电流采样直流电能表包括电压信号调整电路(6)、电流信号调整电路(7)、直流计量模块(8)、CPU模块(9)和电源模块(10)；
所述的电压信号调整电路(6)对正极直流电压传感器(1)和负极直流电压传感器(2)获取到的差分信号进行调整，电流信号调整电路(7)对正极直流电流互感器(3)和负极直流电流互感器(4)获取到的电流信号进行调整，然后传输给直流计量模块(8)，直流计量模块(8)根据正极直流电压传感器(1)、负极直流电压传感器(2)和正极直流电流互感器(3)的测量信号计算出正极母线功率或...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力，章江铭，沈曙明，倪琳娜，陆春光，胡瑛俊，黄荣国，周佑，杨思洁，袁健，徐韬，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33