[發明專利]新型高壓電能直接計量裝置和方法

在審

• 申請號: 201710421678.0
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107247180A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王新建
• 申請（專利權）人: 華立科技股份有限公司
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10;G01R11/48;G01R29/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電能計量技術，特別是涉及一種直接計量10KV高壓線路電能的新型計量裝置和方法。

背景技術

目前，高壓電能計量實現方案主要采用的是傳統高壓電能計量裝置（高壓計量柜或高壓計量箱），其原理是：通過電磁式電壓互感器把一次側的A-B和C-B相間電壓按比例轉換為二次側的額定值100V的相間電壓 Ua-b 及 Uc-b。把一次側A相，C相的高壓電流通過電流互感器按比例轉換為額定值為1A或5A的二次側電流。二次側的電壓，電流接入三相三線電能表（二元件）積算出二次側的電能，再把二次側電能乘以PT，CT的變比最終得到高壓側的電能。

傳統的高壓計量柜或高壓計量箱都是由電壓互感器，電流互感器，電能表等幾個分離部件共同組合在一起完成計量。存在以下缺陷：1）整體準確度除了由各部件準確度影響之外，還受現場電壓回路二次壓降等因素影響，技術上目前難以整體檢定其誤差，通常整體準確度只能用“綜合誤差”表示，因此計量準確度無法準確定義；2）互感器重量在百公斤以上，搬運，安裝困難；3）傳統裝置中的電能表安裝在低壓側，難以防止低壓竊電。

中國發明專利“高壓電能直接計量系統和方法(專利號：200810002310.1)”提出了一種設置在三相高壓線路上的高壓電能直接計量系統和方法，其實現原理就是采用兩個獨立的高壓電能計量單元（本質上就是單相電能表）分別置于A相和B相，用于分別計量Uab ,Ia 和 Ucb ,Ic的電能。其中A相高壓電能計量單元采集的功率為（Pa = Uab * Ia）；同樣的，C相高壓電能計量單元采集的功率為（Pa = Ucb * Ic）；通過光纖將這兩部分電能傳送給置于B相上的電能綜合單元。在電能綜合單元上進行累計，從而實現高壓電能的直接計量（P = Pa + Pc = Uab * Ia + Ucb * Ic）。

本方法只是解決了最基本的高壓電能的直接計量問題，但兩塊獨立的單相電能計量單元不能實現同步采樣，因而不能準確測量三相電壓之間的相位關系以及三相電流之間的相位關系，從而不能準確監測電壓，電流的不平衡度，實際上，三相二元件的電能計量方式在電壓，電流嚴重不平衡時會產生較大的誤差，此時電表必須能通過檢測不平衡度產生告警事件。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本發明提供了一種新型高壓電能直接計量裝置和方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種新型高壓電能直接計量裝置，其包括：設置于B相的三相三線數字化電能計量模塊，設置于A相與B相之間的第一一體化智能電壓電流采集模塊，設置于C相與B相之間的第二一體化智能電壓電流采集模塊，給各個模塊供電的電源模塊，以及用于傳輸同步時鐘和采樣數據的光纖；

所述的三相三線數字化電能計量模塊包括：主控MCU, 與主控MCU電連接的存儲模塊,通信模塊，以及數據傳輸電路；所述的存儲模塊包括用于存儲歷史電量等數據的FLASH(2),用于存儲當前數據的鐵電存儲器(3),所述的通信模塊為用于與低壓顯示終端或其他抄表設備進行通信的微功率小無線模塊，所述的數據傳輸電路包括第一電光轉換電路，第一光電轉換電路，第四電光轉換電路，第五電光轉換電路；

所述的第一一體化智能電壓電流采集模塊包括：MCU，與MCU電連接的第二電光轉換電路、第二光電轉換電路、第一ADC、第二ADC，與第一ADC、第二ADC連接的第一調理電路，以及與第一調理電路連接的第一分壓電路和第一電流互感器；所述的第一分壓電路設置于A相電力線與B相電力線之間，所述的第一電流互感器與A相電力線鏈接；

所述的第二一體化智能電壓電流采集模塊包括：MCU，與MCU電連接的第三電光轉換電路、第三光電轉換電路、第三ADC、第四ADC，與第三ADC、第四ADC連接的第二調理電路，以及與第二調理電路連接的第二分壓電路和第二電流互感器；所述的第二分壓電路設置于C相電力線與B相電力線之間，所述的第二電流互感器與C相電力線鏈接；

所述的第一電光轉換電路與所述的第二光電轉換電路、第三光電轉換電路連接，所述的第一光電轉換電路與所述的第二電光轉換電路、第三電光轉換電路連接。

基于上述的新型高壓電能直接計量裝置，本發明提供了一種新型高壓電能直接計量方法，包括如下步驟：

S1：設置于B相的三相三線數字化電能計量模塊通過光纖發送采樣同步時鐘給設置于A相與B相之間的第一一體化智能電壓電流采集模塊，設置于C相與B相之間的第二一體化智能電壓電流采集模塊；