[實用新型]光電數字直接式中高壓電力電能表

無效

• 申請號: 200720084835.5
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN201041573Y
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 楊先明;曾祥雨
• 申請（專利權）人: 楊先明
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉志菊

技術領域

本實用新型涉及一種光電數字直接式中高壓電力電能表，屬于電力中高壓電流電壓計量/繼電保護用互感器產品和中高壓計量電能表技術領域。

背景技術

傳統電力計量用電能表與電力互感器是分離的，其工作過程為不同電壓等級電力母線上的電流和電壓一次參數通過傳統的電力電流和電壓互感器轉變為二次信號，即額定電流下5A和額定電壓下100V，這種參數會使計量芯片過載。所以電能二次參數送入電能表的輸入端必須經過表內的第二級電流和電壓互感器轉換為小幅度信號后再輸入到計量芯片進行計量運算和顯示，即傳統計量模式的電能表需要兩級電力互感器電能參數轉換，在中高壓計量上深受傳統電力互感器固有缺點的嚴重影響。傳統電力互感器的固有缺欠主要表現在：1、體積大、重量重。2、高壓互感器采用絕緣油或六氟化硫氣體絕緣，存在泄漏引起爆炸的潛在危險。3、存在鐵磁飽和與鐵磁諧振的影響。4、動態范圍小、頻帶窄。5、傳統電力互感器制造成本隨著電網電壓電流等級的提高成幾何級數增加。6、二次線圈帶負載能力差帶來二次線損壓降給電能表計量造成較大的誤差。

發明內容

本實用新型的目的是設計一種光電數字直接式中高壓電力電能表，采用本設計中的新型電力傳感器，取代傳統電力互感器并將其直接納入一體化直接式電能表設計中，電力母線參數只需經新型電力傳感器一次變換，通過數字化和激光化處理，完成直接式電能表的電能數據傳輸、計量計算與顯示功能，全面解決了傳統互感器性能的固有缺欠和傳統電能表需兩級互感器帶來的計量誤差，這種新型電能表適應電力計量技術的發展趨勢。

本實用新型的技術方案：本實用新型的光電數字直接式中高壓電力電能表包括高壓側傳感頭、數據傳輸信道和低壓側終端，其高壓側傳感頭包括順序連接的空氣導磁電流傳感器的輸出端和阻容分壓式電壓傳感器的輸出端分別與電能計量芯片的輸入端連接，電能計量芯片的輸出端與大氣數據信道信息激光器組件的輸入端連接，大氣數據信道信息激光器組件的輸出通過大氣數據傳輸信道將母線電能數據傳輸到低壓側終端，低壓側終端包括依次連接的大氣數據信道光電接收組件和DSP模塊、DSP模塊的輸出通過低壓側終端的輸出接口連接計量顯示單元的輸入端；高壓側傳感頭采用激光供電，包括置于低壓側大氣能量信道能量激光器和對應的高壓側大氣能量信道硅探測器陣列。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，空氣導磁電流傳感器和阻容分壓式電壓傳感器同在高壓側。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，空氣導磁電流傳感器在高壓側，阻容分壓式電壓傳感器二次輸出信號在低壓側。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，大氣數據信道信息激光器組件采用大功率紅外高速信息激光器，大氣數據信道光電接收組件采用銦鎵砷磷探測器。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，數據信道采用復合絕緣光纖信號柱，光纖信號柱包括絕緣筒，絕緣筒上下分別是高壓端和低壓端，高壓端分別與大氣數據信道信息激光器組件和大氣能量信道硅探測器陣列連接，低壓端分別與大氣數據信道光電接收組件和大氣能量信道能量激光器連接；高壓端和低壓端之間連接多根用于光纖電能數據傳輸和光纖激光供電的光纖。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，其特征在于：空氣導磁電流傳感器的結構為穿過電力多芯母線的六層印刷電路板PCB方式感應線圈，感應線圈外有兩層間隔布置的金屬屏蔽結構，電流二次信號的微分信號di/dt由感應線圈兩端輸出。

所述的光電數字直接式中高壓電力電能表，電壓傳感器為阻容分壓方式，阻容分壓方式電壓傳感器包括多個測量電阻串連后與多個電容串連后并聯，由兩個電容的連接點引出金屬環圍繞在對應的測量電阻上作為屏蔽，電壓二次信號由低壓端計量電阻兩端輸出。

本實用新型的優點：本實用新型實現了電力計量技術數字化、激光化、網絡化、智能化和小型化，它將傳統電能表的表外電力互感器一次電能參數傳感、表內二級互感器減幅、電能計量和顯示功能融為一體，直接從中高壓電力輸電線路上傳感電能參數，直接完成中高壓電能參數的傳感、高低壓間數據傳輸、計量和顯示。將新型電力傳感器與計量計算科學地融合為一體，函蓋電力傳感器、光電轉換、數字處理、計量計算、顯示存儲，以適應電力一次設備數字化二次設備網絡化的電力技術發展趨勢，它改變了傳統電力電能表與母線電力互感器分離的模式帶來的弊端，設計了直接式電能表配套的新型光電數字電力傳感器，提高了互感器性能，解決了傳統電能表需要進行兩次互感器參數變換而引入較大的計量誤差，豐富了電能表功能，降低了電能表對互感器不必要的高要求，提高了電能表的計量準確度，增加了電力計量系統的安全穩定性。