CN205067597U - 一种高压电能计量装置和系统 - Google Patents

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高翔
谭云鹏
谭武汉
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Abstract

本申请公开了一种高压电能计量装置和系统，该装置包括电压电流传感器、单相电能计量芯片、微控制单元、第一通信单元和第二通信单元，其中：电压传感器用于测量任意两相间电压；电流传感器用于测量相电流；电压电流传感器采用可带电安装设备；电压电流传感器的输出端接入单相电能计量芯片；单相电能计量芯片的输出端接入微控制单元；第二通信模块用于实现微控制单元与用电管理系统间的通信；第一通信模块用作校验和调试维护用接口，以及用于实现微控制单元与另一高压电能计量装置中的微控制单元间的通信，两个高压电能计量装置结构相同、相配合安装在三相电路上。本申请解决了传统高压电能计量装置无法进行整体测量误差校验和必须停电安装的问题。

Description

一种高压电能计量装置和系统
技术领域
本实用新型涉及高压电能计量技术领域，更具体地说，涉及一种高压电能计量装置和系统。
背景技术
传统的高压电能计量装置是由安装在高压侧的电压、电流互感器以及安装在低压侧的电能表组合而成。电压、电流互感器通过二次回路接线将采样信号输出至电能表中，由电能表进行数据运算以实现电能量的计量和显示。
该装置的现行误差检验方法是对电能表、电压互感器和电流互感器这三个独立元件分别进行误差检验，然后以理论计算得到的综合误差作为装置整体误差，而不能直接进行装置整体误差校验，不符合国际电工委员会关于电能表和电能表检验装置规定的基本原则。此外，为避免发生触电危险，互感器必须在停电状态下安装，但由于安装复杂、耗时长会对用户正常用电很大带来不便。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种高压电能计量装置和系统，以解决传统高压电能计量装置无法进行整体测量误差校验和必须停电安装的问题。
一种高压电能计量装置，应用于三相电路，所述高压电能计量装置包括电压传感器、电流传感器、单相电能计量芯片、微控制单元、第一通信单元和第二通信单元，其中：
所述电压传感器用于测量任意两相间电压；
所述电流传感器用于测量相电流；
所述电压传感器和所述电流传感器均采用可带电安装设备；
所述电压传感器和所述电流传感器的输出端均接入所述单相电能计量芯片；
所述单相电能计量芯片的输出端接入所述微控制单元；
所述第二通信模块用于实现所述微控制单元与用电管理系统间的通信；
所述第一通信模块用作校验和调试维护用接口，以及用于实现所述微控制单元与另一高压电能计量装置中的微控制单元间的通信，两个高压电能计量装置结构相同、相配合安装在所述三相电路上。
其中，所述第一通信单元为微功率无线模块或Zigbee模块。
其中，所述第二通信模块为GPRS模块。
可选地，所述高压电能计量装置还包括：与所述微控制单元相连的显示设备。
一种高压电能计量系统，包括：两个如上述公开的任一种高压电能计量装置，这两个高压电能计量装置相配合安装在三相电路上。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型对任意两相电压电流采样后进行独立分相的电能运算，再通过二元法综合运算得到整个三相电路的电能值。相较于现有技术，本实用新型对电压电流的采样均是通过可带电安装的采样设备实现，从而解决了传统高压电能计量装置必须停电安装的问题，不会对用户正常用电造成任何影响。并且，本实用新型将电压电流采集、分相电能运算、综合电能运算全部集成在一个独立元件内完成，计算得到的综合电能运算结果与标准值之差就是装置整体误差，工作人员以第一通信单元作为校验和调试维护用接口，直接对其进行整体误差进行校准即可。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种高压电能计量装置结构示意图；
图2为本实用新型实施例公开的又一种高压电能计量装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种高压电能计量装置，两个所述高压电能计量装置相配合安装在三相电路上，即可解决传统高压电能计量装置无法进行整体测量误差校验和必须停电安装的问题。为清楚起见，本实施例采用不同标号来区分这两个高压电能计量装置中相同的组件，如图1所示。
一个高压电能计量装置(以下简称A相装置)包括电压传感器101、电流传感器102、单相电能计量芯片103、微控制单元104、第一通信单元105和第二通信单元106；另一高压电能计量装置(以下简称C相装置)包括电压传感器201、电流传感器202、单相电能计量芯片203、微控制单元204、第一通信单元205和第二通信单元206；其中：
电压传感器101、电流传感器102、电压传感器201和电流传感器202均采用可带电安装设备，所述可带电安装设备具备高压隔离功能以及对设备刚接通电源瞬间产生的电弧进行灭弧的功能；
电压传感器101用于测量AB相间电压；电流传感器102用于测量A相电流；电压传感器101和电流传感器102的输出端均接入单相电能计量芯片103；单相电能计量芯片103的输出端接入微控制单元104；
电压传感器201用于测量BC相间电压；电流传感器202用于测量C相电流；电压传感器201和电流传感器202的输出端均接入单相电能计量芯片203；单相电能计量芯片203的输出端接入微控制单元204；
第一通信模块105和第一通信模块205用于实现微控制单元104与微控制单元204间的通信；
第二通信模块106用作校验和调试维护用接口，以及用于实现微控制单元104与用电管理系统间的通信；同样的，第二通信模块206也是用作校验和调试维护用接口，以及用于实现微控制单元204与所述用电管理系统间的通信。
A相装置和C相装置均以B相作为参考相。在A相装置中，单相电能计量芯片103根据电压传感器101和电流传感器102的输出信号进行AB相电能运算，运算结果送入微控制单元104；同样的，在C相装置中，单相电能计量芯片203根据电压传感器201和电流传感器202的输出信号进行BC相电能运算，运算结果送入微控制单元204。微控制单元104和微控制单元204间通过第一通信单元105和第一通信单元205实现信息互传，使得微控制单元104可以根据自身计算出的AB相电能以及微控制单元204计算出的BC相电能，利用二元法计算出整个三相电路的电能值；同样的，微控制单元204也可以根据自身计算出的BC相电能以及微控制单元104计算出的AB相电能，利用二元法计算出整个三相电路的电能值，也即是说，两个高压电能计量装置互为主从，实现电能双备份。最后，再分别由第二通信单元106、第二通信单元206将其各自对应的微控制单元中计算出的整个三相电路的电能值上传给用电管理系统。
相较于现有技术，本实用新型对电压电流的采样均是通过可带电安装的采样设备实现，从而解决了传统高压电能计量装置必须停电安装的问题，不会对用户正常用电造成任何影响。并且，本实用新型将电压电流采集、分相电能运算、综合电能运算全部集成在一个大独立件内完成，计算得到的综合电能运算结果与标准值之差就是装置整体误差，工作人员以第一通信单元作为校验和调试维护用接口，直接对其进行整体误差进行校准即可，符合国际电工委员会关于电能表和电能表检验装置规定的“所有仪表和测量装置的误差都必须进行实际的测量，未经测量，仅是以其他测量中计算出来的和引用电压、电流和功率因数组合的误差，不能作为评价装置基本误差的依据”的基本原则。
图1所示方案是以B相作为参考相，此外，也可以以A相或C相作为参考相，其原理相同，此处不再赘述。
在本实施例公开的高压电能计量装置中，第一通信单元可采用现有的微功率无线模块或Zigbee(ZigBeeTechnology的简称)模块，但并不局限；第二通信单元包括但不限于GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分组无线服务技术)模块。
可选地，本实施例公开的高压电能计量装置还可包括：与微控制单元相连的显示设备。例如，如图2所示，A相装置还包括与微控制单元104相连的显示设备107，当第一通信单元105用作校验和调试维护用接口时，显示设备107可本地实时显示相关数据，以方便A相装置的本地校验和调试维护。
此外，本实用新型实施例还公开了一种高压电能计量系统，包括两个上述公开的任一种高压电能计量装置，这两个高压电能计量装置相配合安装在三相电路上，以解决传统高压电能计量装置无法进行整体测量误差校验和必须停电安装的问题。
综上所述，本实用新型对任意两相电压电流采样后进行独立分相的电能运算，再通过二元法综合运算得到整个三相电路的电能值。相较于现有技术，本实用新型对电压电流的采样均是通过可带电安装的采样设备实现，从而解决了传统高压电能计量装置必须停电安装的问题，不会对用户正常用电造成任何影响。并且，本实用新型将电压电流采集、分相电能运算、综合电能运算全部集成在一个独立元件内完成，计算得到的综合电能运算结果与标准值之差就是装置整体误差，工作人员以第一通信单元作为校验和调试维护用接口，直接对其进行整体误差进行校准即可。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种高压电能计量装置，应用于三相电路，其特征在于，所述高压电能计量装置包括电压传感器、电流传感器、单相电能计量芯片、微控制单元、第一通信单元和第二通信单元，其中：
所述电压传感器用于测量任意两相间电压；
所述电流传感器用于测量相电流；
所述电压传感器和所述电流传感器均采用可带电安装设备；
所述电压传感器和所述电流传感器的输出端均接入所述单相电能计量芯片；
所述单相电能计量芯片的输出端接入所述微控制单元；
所述第二通信模块用于实现所述微控制单元与用电管理系统间的通信；
所述第一通信模块用作校验和调试维护用接口，以及用于实现所述微控制单元与另一高压电能计量装置中的微控制单元间的通信，两个高压电能计量装置结构相同、相配合安装在所述三相电路上。
2.根据权利要求1所述的高压电能计量装置，其特征在于，所述第一通信单元为微功率无线模块或Zigbee模块。
3.根据权利要求1所述的高压电能计量装置，其特征在于，所述第二通信模块为GPRS模块。
4.根据权利要求1所述的高压电能计量装置，其特征在于，还包括：与所述微控制单元相连的显示设备。
5.一种高压电能计量系统，其特征在于，包括：两个如权利要求1-4中任一项所述的高压电能计量装置，这两个高压电能计量装置相配合安装在三相电路上。
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