CN102435801A - 采用组合式互感器的三相三线制高压电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高压电气设备技术领域，涉及高压电能表，尤其是涉及一种采用组合式互感器的三相三线制高压电能表。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本高压电能表包括两台能够进行电压交流变换的电压互感器和两台能够进行电流交流变换的电流互感器，所述的电压互感器和电流互感器浇注在由环氧树脂制成的本体中，所述的本体上设有容置腔，在容置腔内设有电子处理装置，所述的电压互感器上具有独立的输出绕组作为电子处理装置的供电电源。与现有的技术相比，本采用组合式互感器的三相三线制高压电能表的优点在于：设计合理，结构简单，工作稳定性好，功能全面，计量精度高，操作使用方便。
Description
技术领域
本发明属于高压电气设备技术领域，涉及高压电能表，尤其是涉及一种采用组合式互感器的三相三线制高压电能表。
背景技术
目前我国的配电网大量使用高压电力计量箱和电能计量柜进行电力公司与大用户之间的电量结算。按照DL448-2000《电能计量装置技术管理规程》的要求这类设备采用两台不接地电压互感器和两台电流互感器以及一台三相电能表组成，相互之间需要通过铜排和导线连接。由于三相电能表工作是时需要消耗相当大的功率，因此电流互感器和电压互感器都有比较大的二次额定负荷，一般达到15VA。这样就导致电流互感器和电压互感器的体积大，耗用铜铁材料多，运行中耗能多，从而导致测量过程中线性度差的缺点。另一方面，这类型高压计量装置中使用的电流互感器、电压互感器和三相电能表都是分别检定误差，因此整体是没有准确度等级的。根据国际电工委员会IEC规定的电能表的基本原则，这类计量装置并不能成为合法的计量器具。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，但是均未获得理想的解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，功能全面，计量精度高，操作使用方便的采用组合式互感器的三相三线制高压电能表。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本采用组合式互感器的三相三线制高压电能表，其特征在于，本高压电能表包括两台能够进行电压交流变换的电压互感器和两台能够进行电流交流变换的电流互感器，所述的电压互感器和电流互感器浇注在由环氧树脂制成的本体中，所述的本体上设有容置腔，在容置腔内设有电子处理装置，所述的电压互感器上具有独立的输出绕组作为电子处理装置的供电电源。
在上述的采用组合式互感器的三相三线制高压电能表中，所述的电子处理装置包括数字处理控制单元，在数字处理控制单元上连接有电源单元、电能计量单元、光纤通讯单元和无线通讯单元，所述的电源单元与两个电压互感器的二次绕组相连，所述的电压互感器的输出绕组经分压电阻与电能计量单元相连，所述的电流互感器的二次输出经采样电阻与电能计量单元相连。
与现有的技术相比，本采用组合式互感器的三相三线制高压电能表的优点在于：设计合理，结构简单，工作稳定性好，功能全面，计量精度高，操作使用方便。
附图说明
图1是本发明提供的立体结构示意图。
图2是本发明提供的电路结构示意图。
图中，电压互感器1、输出绕组11、分压电阻12、电流互感器2、采样电阻21、本体3、电子处理装置4、数字处理控制单元41、电源单元42、电能计量单元43、光纤通讯单元44、无线通讯单元45。
具体实施方式
如图1和2所示，本采用组合式互感器的三相三线制高压电能表包括两台能够进行电压交流变换的电压互感器1和两台能够进行电流交流变换的电流互感器2。电压互感器1和电流互感器2浇注在由环氧树脂制成的本体3中，本体3上设有容置腔，在容置腔内设有电子处理装置4，电压互感器1上具有独立的输出绕组11作为电子处理装置4的供电电源。
电子处理装置4包括数字处理控制单元41，在数字处理控制单元41上连接有电源单元42、电能计量单元43、光纤通讯单元44和无线通讯单元45。电源单元42与两个电压互感器1的输出绕组11相连，电压互感器1的二次输出经分压电阻12与电能计量单元43相连，电流互感器2的二次输出经采样电阻21与电能计量单元43相连。
本发明中电压互感器1把一次侧高等级电压(如：10kV)按比例变换为二次侧低等级的电压(如：15V)接入电子处理装置4，经过电阻分压作为电压交流采样的信号Uab和Ucb。电流互感器2把一次侧高等级电流(如：100A)按比例变换为二次侧低等级的电流(如：0.1A)接入电子处理装置4，经一个小阻值的采样电阻21后作为电流交流采样的信号Ia和Ic。电子处理装置4通过模数转换器ADC将信号转换为数字量，用电压数字量乘以电流数字量得到功率，再以时间T积分得到电能量。根据电学原理三相三线系统的自由度为两个，所以A相累计到的电能量Uab×Ia×T加上C相累计到的电能量Ucb×Ic×T即可表示整个系统的电能量。
本实施例仅以C相单元做详细说明，与A相单元相同处不再累述。C相单元电压互感器1并联接在C相和B相之间，电压互感器1的二次输出电压经过分压电阻12分压作为电压交流采样的信号Ucb。电流互感器2串联接在C相母线上，电流互感器2输出的电流经一个小阻值的采样电阻21后作为电流交流采样的信号Ic。Ucb和Ic输入到电能计量单元，电能计量单元主要由专用的数字处理控制单元41组成，数字处理控制单元41将电压、电流采样信号经模数转换后得到相应的数字量，该对应了电压和电流的数字量相乘得到功率，再以时间T积分得到电能量。数字处理控制单元41与电能计量单元43用同步串口总线连接，通过总线数字处理控制单元41可读取电能计量单元43内的电参数。
为了避免电子处理装置4在不同工况下的负载变化对交流采样回路的影响，在电压互感器1上增加了独立的输出绕组11作为电子单元的供电电源。该输出绕组11的输出经整流电路和DC/DC变换电路成为数字电路工作的+3.3V直流电压。以上所述A单元和C单元均有相同的实施过程。无线通讯单元45和光纤通讯单元44通过UART接口与数字处理控制单元41连接，其它设备可以通过这两个通信接口获取高压表的相关数据，包括配电网瞬时电参数，电能量累计值等。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电压互感器1、输出绕组11、分压电阻12、电流互感器2、采样电阻21、本体3、电子处理装置4、数字处理控制单元41、电源单元42、电能计量单元43、光纤通讯单元44、无线通讯单元45等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (2)
1.一种采用组合式互感器的三相三线制高压电能表，其特征在于，本高压电能表包括两台能够进行电压交流变换的电压互感器(1)和两台能够进行电流交流变换的电流互感器(2)，所述的电压互感器(1)和电流互感器(2)浇注在由环氧树脂制成的本体(3)中，所述的本体(3)上设有容置腔，在容置腔内设有电子处理装置(4)，所述的电压互感器(1)上具有独立的输出绕组(11)作为电子处理装置(4)的供电电源。
2.根据权利要求1所述的采用组合式互感器的三相三线制高压电能表，其特征在于，所述的电子处理装置(4)包括数字处理控制单元(41)，在数字处理控制单元(41)上连接有电源单元(42)、电能计量单元(43)、光纤通讯单元(44)和无线通讯单元(45)，所述的电源单元(42)与两个电压互感器(1)的输出绕组(11)相连，所述的电压互感器(1)的二次输出经分压电阻(12)与电能计量单元(43)相连，所述的电流互感器(2)的二次输出经采样电阻(21)与电能计量单元(43)相连。
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