一种高压三相电能计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高压三相电能计量装置，在高压三相交流电中确定一个指定相，其它两相为非指定相；电能计量单元位于指定相的高电位端，电能计量单元内设有发射模块；电流信号采集部分包括两个电流传感器，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2的一次线圈安装在非指定相的高电位，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2的二次线圈连接到电能计量单元；电压信号采集部分采用两个相间分压器，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2分别连接在两个非指定相与指定相之间，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2的低压臂连接在指定相的高电位端，高压臂与非指定相连接，分压臂与电能计量单元连接。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电能计量
，具体涉及一种高压三相电能计量装置。特别涉及到一种电量采集、数据处理和通信都在同一点高电位实现的电能计量装置。
技术介绍
现有电能计量技术存在很多问题。考虑到高压电能计量装置的数量特别巨大，这些问题带来的后果会很严重。首先，现有的高压计量装置是由分立的电流、电压互感器和低压电能表一起构成的。只能知道电流、电压互感器和低压表计的误差，不能直接测量得到高压计量装置的整体误差。其次，电力互感器耗费材料，特别是金属材料的数量大，不符合当前国际国内节能降耗的要求。第三，低压表计设置在低电位，容易发生接线错误，造成电量错记。特别是不容 易避免窃电活动的发生。大量的窃电是供电企业盈利下降的主要原因之一。第四，铁磁型电力互感器的使用容易导致铁磁谐振，从而诱发电力系统重大事故。第五，现有的互感器和计量装置体积大、占用空间大，急需改进。第六，现有的一些新技术可以部分地解决上述问题，但是它们又带来了一些新的问题。例如将三相电量分别做计量和总加带来同步难度大的问题、通信复杂的问题、数据处理准确度较差的问题、技术过于复杂导致计量装置产品质量低下的问题以及相应的产品制造成本过高的问题。现在已有的高电压电能计量方法有很多种。可以分为以下三类第一种，分别用传统电磁型电流、电压互感器将高电压、大电流降低成为通用的低电压、小电流(例如额定电压100伏，额定电流5安或1A)，然后用低压电能表进行电能计量。这种技术的优点在于它是一种经典的技术。计量准确度和产品质量稳定。它的缺点很多耗费大量材料特别是有色金属、无法整体检验误差、容易发生铁磁谐振事故、计量准确度低。第二种，用非传统的电压和电流传感器替代传统电磁型互感器，同低压标准或非标准电能表一起构成电能计量装置。现在的多家高压电能表就使用这个原理制成的。这一类技术的特点是，电能计量的信号传感、数据处理和通信都是在低压侧完成的。它的优点在于电流、电压传感器小型化，以及传感器与低压电能表一体化。这导致材料的节省和体积的减少。它的缺点在于，这种技术在本质上与传统的技术原理完全是一样的。技术并没有本质的进步。第三种，利用将非传统电流、电压传感器置于高电位端，在高压侧获取A、B、C三相的电压和电流信号。使用计算机芯片和电子线路构造成的电能计量单元，分别在高压电的A、B、C三相对各相电流、电压进行信号处理和计算，得到每相的电能量。最后，对三相各自的电能量进行总加和累加得到三相电能计量结果。这种技术的主要特点是电能计量的信号传感、数据处理和通信都是在高压侧完成的。它可以导致材料特别是金属材料大幅的节省。最为突出的优点在于这种技术可以导致传感器和表计的完全融合。很容易实现一体化整体校验。它的另一个优点在于，整个装置的抗受雷击和操作过电压的能力大为提升。它的缺点在于三相电能计量是由在A、C相单独进行的电能计量传导至B相做总加和累加完成的。这将会导致相间光纤通信通道的增加。除了增加生产制造成本外，这种结构还会增加高压电能表的故障发生概率。以上是依照所谓“三表法”进行计量的。对中心点不接地系统，还可以利用“两表法”完成三项电能计量。这种技术的主要特点是少用一个电流互感器、电压互感器和计量单元，比三表法节省金属材料。专利申请号为200810002310. I的《高压电能直接计量系统和方法》电流采集模块分别位于A、C相，与A、C相同电位，计量单元分为两部分，分别位于A、C相，然后在B相进行综合累加；该方案中不仅计量单元多，而且计量单元件间需要通讯环节，提高了制造成本，结构复杂，降低了功能的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是要解决上述的技术问题，提供一种高压三相电能计量装置。 将三相高电位电流和电压传感信号能够直接连接至某一相的高电位上，使在该高电位上的电能计量单元实现电能计量。从而避免现有的电能计量方法存在的问题和不足。本技术的技术方案本技术的高压三相电能计量装置包括电流信号采集部分、电压信号采集部分和电能计量单元，在高压三相交流电中确定一个指定相，其它两相为非指定相；电能计量单元位于指定相的高电位端，电能计量单元内设有发射模块，可实现数据的无线通讯；电流信号采集部分包括两个电流传感器，第一电流传感器LI和第二电流传感器L2，第一电流传感器LI和第二电流传感器L2的一次为非指定相电位，第一电流传感器LI和第二电流传感器L2的二次线圈连接到电能计量单元，为指定相电位；电压信号采集部分采用两个相间分压器，第一相间分压器Ul和第二相间分压器U2，第一相间分压器Ul和第二相间分压器U2分别连接在两个非指定相与指定相之间，第一相间分压器Ul和第二相间分压器U2的低压臂与指定相相连接，高压臂与非指定相连接，低压臂分压信号接入电能计量单元。所述的相间分压器使用非铁磁型传感器，如电容分压器或电阻分压器或阻容分压器。所述的电流传感器的一、二次之间绝缘隔离，耐压水平是按照相间电压水平设计的。所述的高压三相电能计量装置，将所述的电能计量单元、工作电源和通信单元利用金属屏蔽盒封装。所述的电能计量单元的工作电源由三相交流电分压供给，包括第三相间分压器Vl和第四相间分压器V2，第三相间分压器Vl和第四相间分压器V2的低压臂都连接到工作电源。所述的高压三相电能计量装置，将所述的电流信号采集部分、电压信号采集部分、第三相间分压器Vl和第四相间分压器V2以及电能计量单元、工作电源和通信单元的属屏蔽盒利用绝缘材料封装在一体，形成一个高电压直接接入式的电能计量装置。本技术的优点I.电流信号用绝缘隔离的方法传感到了指定相的高电位，这为本技术的方案设计奠定了理论上的基点和基础；计量所需电压、电流信号全部以指定相为模拟地，计量功能可以集中实现，省去了位于非指定相的计量电路，省去原有方案中的通讯环节，节省了制造成本并提高了功能的可靠性，且降低了整个设备的运行功耗。2.电压信号用分压器的方法传感到了指定相的高电位，高压取能分压器更容易实现，电压信号分压器和电流传感器负载为高阻抗电子线路，设计容量极低，相对于传统的电压、电流互感器体积重量大大的降低，使产品小巧轻便，大幅度节约了制造成本。3.将低压三相电能表的构成原理、硬件、软件和算法、廉价器件等移植到了指定相的高电位，在高电位上实现“两表法”电能测量原理，计量功能的实现与传统的低压表计类似，可以借鉴现有成熟的经验，且校验系统也可以通用。也有利于新产品质量的稳定和提闻。4.电流、电压信号采集部分与电能计量单元、工作电源和通信单元一起被封装在高电位的金属屏蔽盒中。目的在于提高装置的抗电磁干扰能力.保证和提高各部件和装置的高电压绝缘水平。·本技术与现有技术相比较I.本技术的装置体积更小、占用空间更小，结构更简单；2.节省更多材料。降低高压本体生产成本；3.更容易实施新的高电压电能计量装置的误差整体校验；4.本技术高压电能计量装置准确度更高。附图说明图I是本技术的装置原理框图。具体实施方式本技术是一种在3_35kV高压侧按照“两表法”原理制造的直接接入式电能计量装置。图I是本技术的装置原理框图本技术的一种高压三相电能计量装置包括电流信号采集部分、电压信号采集部分和电能计量单元，在高压三相交流电中确定一个指定相，其它两相为非指定相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压三相电能计量装置，包括电流信号采集部分、电压信号采集部分、电能计量单元、工作电源和通信单元，其特征在于：在高压三相交流电中确定一个指定相，其它两相为非指定相；电能计量单元、工作电源和通信单元位于指定相的高电位端，通信单元实现数据的通讯；电流信号采集部分包括两个电流传感器，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2的一次线圈为非指定相电位，第一电流传感器L1和第二电流传感器L2的二次线圈连接到电能计量单元，为指定相电位；电压信号采集部分采用两个相间分压器，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2分别连接在两个非指定相与指定相之间，第一相间分压器U1和第二相间分压器U2的低压臂与指定相相连接，高压臂与非指定相连接，低压臂分压信号接入电能计量单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯铁信，
申请(专利权)人：侯铁信，
类型：实用新型
国别省市：