CN204789750U - 高压电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压电能表，包括在三相电力线中第一相第二相上分别安装的供能模块和计量模块，其中供能模块安装在高压侧，所述计量模块也安装在高压侧，在第三相的高压侧还安装了主控模块，计量模块均与主控模块连接并通信，传输数据给主控模块用于主控模块的电能计量；本实用新型由于直接检测和计量电能的大小，能够依据国际标准标定准确度等级及计量精度；系统部件少，有效减少了系统故障的概率；将计量模块等电位布置在高压侧，能够有效防止针对电能表计量装置的破坏，极大减小了窃电的发生，提高了电能表的可靠性和运行安全性，也避免了高压侧和低压侧之间的绝缘设计及布置，减少了电能表的制作成本和复杂度。

Description

高压电能表

技术领域

本实用新型属于电力计量领域，具体涉及一种高压电能表。

背景技术

目前，10KV配电网中的高压电能计量装置都是组合式的电能计量装置，都由多类设备协同完成。现有的组合式的电能计量装置往往需要以下几部分：

（1）电压互感器

目前由于安规条件和技术水平的限制，在高电压的测量上，通常无法在线路正常工作的时候进行直接在线的测量方法，而是采用间接测量方法，将10kV高电压按照理想变压器原理进行一定比例K的变化，使高电压变为所使用的低电压，通过对低电压进行测量计算，间接地得到高压值。电压互感器也即是我们通常所称的PT，在实际的制造利用中，电压互感器利用电磁感应原理，采用在铁芯上分别绕制一次侧和二次侧线圈，按照比例K进行高压和低压的转换。电压互感器一次侧（也称电气“一次”侧）通常接入高压端，二次侧（也称电气“二次”侧）通常输出低电压。

（2）电流互感器

电流互感器通常在铁芯上分别绕制一、二次绕组，利用电磁感应原理将高压大电流减少K倍后变为低压小电流，通过测量小电流的值来推断和计算压侧大电流的数值。

（3）低压电能表

低压电能表是通过对电压互感器和电流互感器的二次值进行取样来计算在一定时间的电能值的装置。

但是，传统的组合式电能表，存在以下不足：（1）难以标定准确度等级：传统而组合式电能表利用电压互感器、电流互感器所引起的误差和二次侧压降带来的误差、电能表误差等综合分析计算得出组合式电能表的所谓误差，而该方法并不被国际电工委员会认可；（2）计量系统可靠性不高：传统的组合式电能表由多类器件构成，各类器件需要协调工作才能完成电力的计量，其可靠性受到了极大的影响，而且传统计量系统常常出现电压互感器失压引起的整个计量系统瘫痪加上难以将漏计的电量进行一定程度的纠错和追补，造成了大量的电量损失；此外，在一些场合还会出现计量系统和保护系统共用互感器的现象，在这种情况下，每当进行保护设备的更换也会引起计量互感器负荷发生变化，导致电能计量不准确；再者，铁磁谐振和漏油现象所造成的系统安全问题，容易导致计量系统永久性的破坏，造成计量无法正常运行。而新型一体化电能表从技术设计原理上着实提高了系统的可靠性；（3）放窃电性能较差：传统的高压电能表，其计量装置处于低压状态，虽然目前市面上有对大电力用户采用高供高计的方式，但是计量系统所用互感器二次侧和电能表依然工作在低压状态，而在低压状态窃电相对安全，窃电手法多，且越来越隐蔽，因而成为大电力用户窃电的主要途径。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种计量准确、可靠性高、运行安全的高压电能表。

本实用新型提供的这种高压电能表，包括在三相电力线中第一相第二相上分别安装的供能模块和计量模块，其中供能模块安装在高压侧，其特征在于所述计量模块也安装在高压侧，在第三相的高压侧还安装了主控模块，所述计量模块均与主控模块连接并通信，传输数据给主控模块用于主控模块的电能计量。

所述计量模块连有检测模块，用于检测相应两相线的电流和电压。

所述主控模块通过一供能模块取电。

所述的计量模块与主控模块连接并通信为光纤连接和通信。

所述的供能模块均采用电容分压得到低电压，再采用隔离变压器和整流电源获取直流低压电源，为相应的计量模块或主控模块供电。

所述连接在第一相线的计量模块和供能模块布置在第一相计量腔内，连接在第二相线的供能模块和主控模块布置在第二相计量腔内，主控模块及其功能模块布置在主控腔内。

所述的第一相计量腔、第二相计量腔和主控腔均采用金属壳体。

所述的连接在第一相线的供能模块和连接在第二相线的供能模块均采用一个隔离变压器进行取电，为主控模块供电的供能模块采用四个隔离变压器进行取电。

本实用新型通过直接检测三相电力线相间电压和其中两相的相电流来计量电能的大小，具有整体误差，能够依据国际标准标定本实用新型的准确度等级及其整体计量精度；系统部件少，有效减少了系统故障的概率；采用“法拉第笼”原理将计量模块等电位布置在供能模块附近的高压侧，实现电能表取能、采样、计量功能的实现均在高压侧完成，能够有效防止针对电能表计量装置的破坏，极大减小了窃电的发生，提高了电能表的可靠性和运行安全性；此外，采用“法拉第笼”原理将计量模块等电位布置在供能模块附近的高压侧，也避免了传统高压电能表在高压侧和低压侧之间的绝缘设计及绝缘体布置，有效减少了电能表的制造成本和工艺复杂度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的供能模块示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型提供的高压电能表的结构示意图：

高压电能表是10kV或35kV配电网设备，属中性点不接地或小电流接地系统，普遍采用两元件法来进行电能计量，即三相总功率或电能可以通过检测AB、CB间电压和A、C相电流获得，本实用新型利用A相检测模块、C相检测模块获得AB、CB间电压和A、C相电流；若干个高压电容CH和安规电容CL组成了电容分压电路，A相供能模块连接在电容分压电路上并取电，并与A相计量模块连接为A相计量模块供电，A相计量模块与A相检测模块连接并传输数据；C相的供能模块、计量模块和检测模块之间的连接与A相相同；B相供能模块同样连接在电容分压电路上，并为主控模块供电；A相计量模块和C相计量模块均采用光纤与主控模块连接并通信；A相供能模块和A相计量模块共同布置在A相计量腔内，C相供能模块和C相计量模块共同布置在C相计量腔内，B相供能模块和主控模块共同布置在主控腔内；A相计量腔、C相计量腔和主控腔均为金属壳体，依据“法拉第笼”原理，各个腔均形成等电位部分，布置在高压电能表内，采用电气一次与二次相融合的绝缘设计，将原来处于电气二次回路的计量电路等植入在电气一次侧高压电位上工作，从而减免了电气一次与电气二次的绝缘要求，显著减少计量装置的体积、重量；图中的主绝缘部分，包括AB相间的高压电容、高压电阻、光纤和CB相间的高压电容、高压电阻、光纤。本实用新型方案的绝缘设计与传统高压电能计量装置相比，减少了A、C两相电流互感器的一次二次绕组间绝缘和A、C两相电压互感器的一次二次绕组间绝缘等四个方面的绝缘要求，高压电能表仅需要解决AB相间和CB相间的绝缘问题，绝缘材料的消耗减少，整体的重量减轻。

图2为本实用新型的高压取能电路示意图：主控板和GPRS均包含在主控模块内，图中A、C相电路只使用了一个电源变压器给计量板供电，而B相则用了4个，这是因为B相部分需要同时给主控板与通信模块供电并且还要考虑断相时能保证这两个模块能正常工作；其中CH为高压电容，CL为安规电容；若干个高压电容CH和安规电容CL直接连接在三相高压线上，组成电容分压电路；在电力系统中电压等级在千伏以上的线路上（如10KV、35KV、110KV）工作的电子设备通常需要直接从高压线路对其供电，高压电能表亦是如此，而本实用新型采用高压供电的电容分压方案，将高压侧的高电压通过电容分压降为低交流电压，利用隔离变压器将低交流电压变换成更低的交流电压再通过整流、滤波、稳压变换成直流低压电源以便于后续电路正常取能。

Claims (8)

1.一种高压电能表，包括在三相电力线中第一相第二相上分别安装的供能模块和计量模块，其中供能模块安装在高压侧，其特征在于所述计量模块也安装在高压侧，在第三相的高压侧还安装了主控模块，所述计量模块均与主控模块连接并通信，传输数据给主控模块用于主控模块的电能计量。

2.根据权利要求1所述的高压电能表，其特征在于所述计量模块连有检测模块，用于检测相应两相线的电流和电压。

3.根据权利要求1所述的高压电能表，其特征在于所述主控模块通过一供能模块取电。

4.根据权利要求1所述的高压电能表，其特征在于所述的计量模块与主控模块连接并通信为光纤连接和通信。

5.根据权利要求1或3所述的高压电能表，其特征在于所有供能模块均采用电容分压得到低电压，再采用隔离变压器和整流电源获取直流低压电源，为相应的计量模块或主控模块供电。

6.根据权利要求1所述的高压电能表，其特征在于连接在第一相线的计量模块和供能模块布置在第一相计量腔内，连接在第二相线的供能模块和主控模块布置在第二相计量腔内，主控模块及其功能模块布置在主控腔内。

7.根据权利要求6所述的高压电能表，其特征在于所述的第一相计量腔、第二相计量腔和主控腔均采用金属壳体。

8.根据权利要求1或3所述的高压电能表，其特征在于连接在第一相线的供能模块和连接在第二相线的供能模块均采用一个隔离变压器进行取电，为主控模块供电的供能模块采用四个隔离变压器进行取电。