本發(fā)明屬于高壓計量組件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單相高壓大電流直接計量組件。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)高壓大電流測量方法是用高壓電壓互感器、高壓電流互感器將高電壓和大電流轉(zhuǎn)換成二次儀表所需的低壓信號量。電子式互感器也是有一次高壓部分和二次測量，并與二次測量儀表、測控裝置或者電能表組成測量系統(tǒng)。高壓大電流測量技術(shù)的發(fā)展方向是一二次融合的集成化、智能化、小型化。

而傳統(tǒng)高壓計量裝置在35kv及更高電壓下，需要采用電壓互感器、電流互感器、二次計量回路和電表。新型的電子式互感器和組合電子式互感器，也還需要配置對應(yīng)的數(shù)字式電能表構(gòu)成計量系統(tǒng)。

現(xiàn)有的傳統(tǒng)電磁式互感器和低壓電能表組成的計量方法，主要是電磁方式的絕緣體積較大、磁飽和所決定的測量動態(tài)范圍不寬，電壓互感器二次不能短路，電流互感器二次不能開路，二次回路導(dǎo)致測量誤差和防竊電問題。

采用電子式互感器組成的計量系統(tǒng)，與傳統(tǒng)電磁式互感器相比，具有無鐵芯和磁飽和問題、動態(tài)測量范圍寬、二次數(shù)字化抗干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)。

但如果采用電子式電壓互感器、電子式電流互感器、合并單元、數(shù)字式電能表組成一個高壓大電流計量系統(tǒng)，這種計量系統(tǒng)的整體計量準(zhǔn)確度如何定義是首要問題，經(jīng)濟(jì)性能與傳統(tǒng)電磁式方案比起來沒有優(yōu)勢，也無法適應(yīng)輸配電系統(tǒng)小型化、緊湊化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種主要用于配電網(wǎng)和輸變電網(wǎng)的單相高壓大電流直接計量組件。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，該單相高壓大電流直接計量組件是進(jìn)行單相整體校準(zhǔn)，并具有明確定義的準(zhǔn)確度等級，其包括電子式電流互感器、電子式電壓互感器、單相高壓計量單元、等電位供電單元，所述的電子式電流互感器的二次接口與單相高壓計量單元的接口相連接，所述的電子式電壓互感器的二次接口所輸出的u1測量信號接入在單相高壓計量單元的接口，所輸出的u2供電輸出接入在等電位供電單元內(nèi)，等電位供電單元內(nèi)部為交直流轉(zhuǎn)換電路，并提供單相高壓計量單元內(nèi)電路正常工作所需要的u3供電電源；所述的單相高壓計量單元、電子式電流互感器、等電位供電單元均處于單相高壓電位的等電位之上。

作為優(yōu)選，所述的單相高壓計量單元完成電壓電流測量和功率能量計算，并將測量結(jié)果以電氣隔離的方式傳輸出來。

作為優(yōu)選，所述的電氣隔離的方式可采用光纖或者無線傳輸方式。

作為優(yōu)選，所述的組件的準(zhǔn)確度等級為有功電能0.2s級或者0.5s級，無功電能0.5級、1級或者2級。

作為優(yōu)選，所述的電子式電流互感器采用lpct或者rogowski線圈。

作為優(yōu)選，所述的電子式電壓互感器采用電阻分壓器、電容分壓器或者阻容分壓器。

作為優(yōu)選，所述的u3供電電源為5v或者3.3v等規(guī)格供電電源。

作為優(yōu)選，所述的單相高壓計量單元包括mcu主控芯片、及分別與mcu主控芯片相連接的計量芯片、存儲芯片、時鐘芯片、通訊模塊、硬件看門狗、脈沖輸出光電口。

作為優(yōu)選，所述的mcu主控芯片和計量芯片兩部分集成為一體作為集成芯片，且計量芯片采用帶soc的計量芯片。

本發(fā)明的有益效果為：可以直接以高精度數(shù)字量的形式輸出高壓側(cè)的電量信息、用電信息，計量系統(tǒng)集成度大大提高，整體結(jié)構(gòu)大大簡化；且該裝置可節(jié)省大量銅、鐵和絕緣材料消耗，大大降低裝置生產(chǎn)成本，減少運(yùn)行能耗，減少裝置體積和占地；計量系統(tǒng)就地數(shù)字化可提高裝置防竊電能力，有效保障計量系統(tǒng)準(zhǔn)確度性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的計量組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的單相高壓計量單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)方案結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)號分別為：1、電子式電流互感器；2、電子式電壓互感器；3、單相高壓計量單元；4、等電位供電單元；31、mcu主控芯片；32、計量芯片；33、存儲芯片；34、時鐘芯片；35、通訊模塊；36、硬件看門狗；37、脈沖輸出光電口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的介紹：如附圖1所示，該單相高壓大電流直接計量組件是進(jìn)行單相整體校準(zhǔn)，并具有明確定義的準(zhǔn)確度等級，其包括電子式電流互感器1、電子式電壓互感器2、單相高壓計量單元3、等電位供電單元4，所述的電子式電流互感器1的二次接口與單相高壓計量單元3的接口相連接，所述的電子式電壓互感器2的二次接口所輸出的u1測量信號接入在單相高壓計量單元3的接口，所輸出的u2供電輸出接入在等電位供電單元4內(nèi)，等電位供電單元4內(nèi)部為交直流轉(zhuǎn)換電路，并提供單相高壓計量單元3內(nèi)電路正常工作所需要的u3供電電源；所述的單相高壓計量單元3、電子式電流互感器1、等電位供電單元4均處于單相高壓電位的等電位之上。

所述的單相高壓計量單元3完成電壓電流測量和功率能量計算，并將測量結(jié)果以電氣隔離的方式傳輸出來。

所述的電氣隔離的方式可采用光纖或者無線傳輸方式。

所述的組件的準(zhǔn)確度等級為有功電能0.2s級或者0.5s級，無功電能0.5級、1級或者2級。

所述的電子式電流互感器1采用lpct或者rogowski線圈。

所述的電子式電壓互感器2采用電阻分壓器、電容分壓器或者阻容分壓器。

所述的u3供電電源為5v或者3.3v等規(guī)格供電電源。

如附圖2所示，所述的單相高壓計量單元3包括mcu主控芯片31、及分別與mcu主控芯片31相連接的計量芯片32、存儲芯片33、時鐘芯片34、通訊模塊35、硬件看門狗36、脈沖輸出光電口37；單相高壓計量單元3的主要功能是進(jìn)行電壓、電流信號的采樣和數(shù)字式時分割乘法進(jìn)行功率和電能量計算，同時還包括數(shù)據(jù)上行通訊。

所述的mcu主控芯片31和計量芯片32兩部分集成為一體作為集成芯片的功能優(yōu)化設(shè)計，且計量芯片32采用帶soc的計量芯片。

本發(fā)明的單個單相高壓大電流直接計量組件可以實(shí)現(xiàn)單相電能計量，也可以由兩個單相高壓大電流直接計量組件組成三相三線的高壓計量裝置，還可以由三個單相高壓大電流直接計量組件組成三相四線的高壓計量裝置。針對不同的電網(wǎng)接地形式和計量方式需要，本發(fā)明具有靈活廣泛的適用價值。

本發(fā)明以一種10kv高壓大電流直接計量組件的實(shí)現(xiàn)方案為例，如附圖3所示，

10kv的a、b、c三相分別采用三個單相高壓大電流直接計量組件。

電子式電流互感器1采用600a/1v的rogowski線圈，額定一次電流600a，二次輸出為1v。

電子式電壓互感器2采用雙路輸出的電容分壓器，測量電壓u1為2v，電源電壓u2為220v。

單相高壓計量單元3完成電壓電流測量和功率能量計算，并將測量結(jié)果以電氣隔離的方式傳輸出來，電氣隔離的方法可采用光纖或者無線。

等電位供電但愿4的工作電源采用ac/dc開關(guān)電源，將電容分壓器輸出的u2交流電源（220v）轉(zhuǎn)換為單相計量單元所需的低壓直流3.3v工作電壓。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或材料構(gòu)成上作任何變化，凡是采用本發(fā)明所提供的結(jié)構(gòu)設(shè)計，都是本發(fā)明的一種變形，均應(yīng)認(rèn)為在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。