一种零压降光纤电能管理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种零压降光纤电能管理装置，包括PT本体、刀闸开关、高压侧采集单元和低压侧采集单元，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与所述高压侧采集单元连接；所述高压侧采集单元包括依次连接的信号处理模块、模数变换模块和电光变换模块；所述低压侧采集单元包括依次连接的光电变换模块、数模转换模块、放大输出模块和电能计量装置；所述电光变换模块通过光缆与所述光电变换模块连接；其效果是：通过将PT本体的输出端的电压信号就地数字化后，转换成数字光信号进行传输，避免了传统导线传输方式所带来的衰减和失真，利用光缆传输的特性，降低了传输过程中的电压降，从而减少电能的计量误差，进而提高计量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种零压降光纤电能管理装置
本技术涉及电能计量
，具体涉及一种零压降光纤电能管理装置。
技术介绍
电能计量直接关系到电力系统的运行效益。电能计量系统包括电能表、电流互感器(CT)、电压互感器(PT)和计量二次回路，其综合误差也来自电能表误差、互感器合成误差和计量二次回路电压降引起的计量误差。长期的实际测试结果表明，上述误差中计量回路中的PT二次回路电压降引起的计量误差最为突出。高压电力线路的电能计量，必须通过PT将高电压按精确的比例降至低压，再送电能表进行测量。通常情况下，PT与电能表的距离为几十至数百米，二者通过二次线路连接。而二次线路电缆存在一定的电阻，线路上的保险、控制开关刀闸和线路接头等也具有一定的接触电阻，因此，当PT负载电流通过二次回路时，将在这些电阻上产生压降。在一些变电站，继电保护装置、自动装置及其他监测仪表与电能表共用一个PT绕组，由此将产生更大的二次线压降。PT二次线压降致使电能表所测量的电压低于PT输出端口的电压，产生测量误差。这一负误差造成的电能量漏计致使发、供电企业每年产生上千万元的经济损失，成为供电企业亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种零压降光纤电能管理装置，以降低现有技术中存在较大计量误差的缺陷。本技术采取的技术方案为：一种零压降光纤电能管理装置，包括PT本体、刀闸开关，还包括高压侧采集单元和低压侧采集单元，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与所述高压侧采集单元连接；所述高压侧采集单元包括依次连接的信号处理模块、模数变换模块和电光变换模块；所述低压侧采集单元包括依次连接的光电变换模块、数模转换模块、放大输出模块和电能计量装置；所述电光变换模块通过光缆与所述光电变换模块连接。优选的，所述信号处理模块包括信号调理电路，所述信号调理电路包括两个放大器，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与其中的一个放大器的输入端连接，其中的一个放大器的输出端与另一个放大器的输入端连接，另一个放大器的输出端与所述模数变换模块连接。优选的，所述两个放大器均采用TLC2272。优选的，所述电光变换模块采用HFBR-1414；所述光电变换模块采用HFBR-2412。优选的，所述放大输出模块包括由放大器组成的LPF电路。优选的，所述LPF电路中的放大器型号为OP275。采用上述技术方案，具有以下优点：本技术提出的一种零压降光纤电能管理装置，通过将PT本体的输出端的电压信号就地数字化后，转换成数字光信号进行传输，避免了传统导线传输方式所带来的衰减和失真，利用光缆传输的特性，降低了传输过程中的电压降，从而减少电能的计量误差，进而提高计量精度。附图说明图1为本技术实施例提供的一种零压降光纤电能管理装置的结构示意图；图2为本技术实施例中信号调理电路的结构示意图。具体实施方式为了使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参考图1所示，本实施例提供了一种零压降光纤电能管理装置，包括PT本体、刀闸开关，高压侧采集单元和低压侧采集单元，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与所述高压侧采集单元连接；所述高压侧采集单元包括依次连接的信号处理模块、模数变换模块和电光变换模块；所述低压侧采集单元包括依次连接的光电变换模块、数模转换模块、放大输出模块和电能计量装置；所述电光变换模块通过光缆与所述光电变换模块连接。具体地，应用时，所述刀闸开关与高压侧采集单元之间还设有继电器，所述高压侧采集单元和低压侧采集单元中还设有本领域技术人员所熟知的电源模块，电源模块的输入端与所述PT本体的输出端连接，电源模块包括开关电源和连接的LT1962，本领域技术人员应当清楚，在此不再赘述；模数变换模块即应用成熟的A/D转换模块，例如，AD7656；数模转换模块即应用成熟的D/A转换模块，例如，WM8740；信号调理电路的工作环境含有大量的电磁和数字信号，会产生高频干扰，所以信号处理模块应该具有低通滤波的功能，在模拟信号接入A/D转换模块之前，需要将信号进行调理，以防止信号的干扰和混叠，同时对变换后的信号进行滤波处理，将高次谐波滤除掉；参照图2，所述信号调理电路包括两个放大器，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与其中的一个放大器的输入端连接，其中的一个放大器的输出端与另一个放大器的输入端连接，另一个放大器的输出端与所述模数变换模块连接。具体地，为了提高测量精度，在测量电压时，我们采用了具有低噪声满电源幅度的TLC2272运算放大器对输入信号进行测量的方式，同时利用TLC2272放大器构成一个二阶有源低通滤波器。该测量方式同时实现了采样和滤波两个功能，原理简单，易于实现，精度也较高；二阶低通滤波器能有效的抑制高频的干扰，较好地保持信号的纯度。实施时，在电压信号进入采样电路之前，其中的一个放大器的输入端还连接有一接地电阻，即图2中的R1，其作用是防止有较大的电流流过该信号调理电路，使电路中的元件受损。经过A/D转换模块转换为数字信号后，驱动电光变换模块工作将其转换为光信号，与其配套的光电变换模块将接收的光信号再转换成电信号，电信号再转换为模拟量，再对模拟量进行放大处理，以实现PT二次侧的信号还原，从而进行电能计量；其中，电光变换模块采用HFBR-1414；所述光电变换模块采用HFBR-2412，电能计量装置采用应用成熟的计量电表，所述放大输出模块包括由放大器组成的LPF电路，其中，放大器可采用OP275。LPF电路即有源低通滤波器，这样就可以去除掉高频信号，提高有用信号的信噪比，减小无用功耗，有源低通滤波器的应用已十分广泛和成熟，本领域技术人员应当了解，在此不再赘述。通过上述方案，通过将PT本体的输出端的电压信号就地数字化后，转换成数字光信号进行传输，避免了传统导线传输方式所带来的衰减和失真，利用光缆传输的特性，不受电力系统中的噪声、磁场干扰，并且传输的线性度高，实现输入信号和输出信号之间的无失真传输(即零压降)，降低了传输过程中的电压降，从而减少电能的计量误差，进而提高计量精度，减少供电企业的经济损失。例如，某电网进行零压降技术改造后，PT二次压降较改造前有了大幅下降，母线PT二次压降平均降低1.02V。以该电网公司某月为例，该月电网送出电量47771.86万kWh，保守算法将挽回损失电量＝47771.86×1.02％＝487.27万kWh，以销售电价为0.194元/kWh计，至少挽回经济损失＝487.27×0.194＝94.5万元。从以上计算结果可看出，本方案中的零压降技术改造的经济效益极为显著。最后需要说明的是，上述描述仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零压降光纤电能管理装置，包括PT本体、刀闸开关，其特征在于，还包括高压侧采集单元和低压侧采集单元，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与所述高压侧采集单元连接；/n所述高压侧采集单元包括依次连接的信号处理模块、模数变换模块和电光变换模块；/n所述低压侧采集单元包括依次连接的光电变换模块、数模转换模块、放大输出模块和电能计量装置；/n所述电光变换模块通过光缆与所述光电变换模块连接；/n所述信号处理模块包括信号调理电路，所述信号调理电路包括两个放大器，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与其中的一个放大器的输入端连接，其中的一个放大器的输出端与另一个放大器的输入端连接，另一个放大器的输出端与所述模数变换模块连接，其中的一个放大器的输入端还连接有一接地电阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种零压降光纤电能管理装置，包括PT本体、刀闸开关，其特征在于，还包括高压侧采集单元和低压侧采集单元，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与所述高压侧采集单元连接；
所述高压侧采集单元包括依次连接的信号处理模块、模数变换模块和电光变换模块；
所述低压侧采集单元包括依次连接的光电变换模块、数模转换模块、放大输出模块和电能计量装置；
所述电光变换模块通过光缆与所述光电变换模块连接；
所述信号处理模块包括信号调理电路，所述信号调理电路包括两个放大器，所述PT本体的输出端通过所述刀闸开关与其中的一个放大器的输入端连接，其中的一个放大器的输出端与另一个放大器的输入端连接，另一个放大器的输出端与所述模数变换模块连接，其中的一个放大器的输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐睿，
申请(专利权)人：陕西省地方电力集团有限公司延安供电分公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61