一種可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電力網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展以及互聯(lián)、大型聯(lián)合電網(wǎng)的出現(xiàn)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，用戶對(duì)用電質(zhì)量要求越來(lái)越高，使得供電部門對(duì)用電質(zhì)量更加的重視；但現(xiàn)有各電壓無(wú)功調(diào)控設(shè)備僅依據(jù)安裝測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值進(jìn)行各自為政的獨(dú)立控制已無(wú)法滿足實(shí)際需求。
[0003]由于配電網(wǎng)運(yùn)行多變，以及各類新能源及分布式電源滲透接入，在現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)備性能條件下，無(wú)法在運(yùn)行中快速增加測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使得線損的有效監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)及管理將會(huì)變得愈發(fā)困難。
[0004]由于用戶對(duì)供電可靠性要求越來(lái)越高，停電施工越來(lái)越難，以及監(jiān)測(cè)診斷必須滿足快速靈活組網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的需求，市場(chǎng)極其需要高壓側(cè)可帶電快速安裝，且可靠性和準(zhǔn)確度高的高壓電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備。另外，從防竊電減低管理線損的角度看，高壓側(cè)加裝具備電能計(jì)量功能的監(jiān)測(cè)設(shè)備，也是防竊電非常有效的方式。
[0005]電網(wǎng)中目前應(yīng)用的主要高壓計(jì)量裝置和設(shè)備主要有兩種，均無(wú)法不斷線不停電的帶電安裝，除此以外，還主要存在以下問(wèn)題:
[0006]—是高壓電磁式計(jì)量箱，一般采用兩元件電磁式互感器的設(shè)計(jì)，由于電磁式互感器具有“鐵磁諧振、容易磁飽和、以及自身?yè)p耗大”等缺點(diǎn)，若在干線支路等主要饋線上大量安裝將會(huì)降低電網(wǎng)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。另外，高壓電磁式計(jì)量箱的二次信號(hào)需要二次轉(zhuǎn)換才能供低壓電量?jī)x表使用，因此增加了測(cè)量的二次綜合誤差，降低了準(zhǔn)確度。
[0007]二是高壓電能表，一般仍采用兩元件設(shè)計(jì)，用途限于電能計(jì)量，尚無(wú)法滿足至如電能質(zhì)量等更多用途的電氣量測(cè)量、以及配電自動(dòng)化量測(cè)領(lǐng)域。另外，一部分高壓電能表仍采用電磁式互感器，除部分產(chǎn)品采取通過(guò)提高匝數(shù)比規(guī)避了信號(hào)二次轉(zhuǎn)換外，上述高壓電磁式計(jì)量箱存在的問(wèn)題其仍然存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于為克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置，該裝置無(wú)需停電和斷線安裝，適用于戶內(nèi)戶外環(huán)境，具有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量的功能，以及測(cè)量范圍和響應(yīng)頻帶寬、在較寬的工作溫度范圍下準(zhǔn)確度高的特性。
[0009]本發(fā)明提出的一種可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置，其特征在于，該裝置包括:三組電流電壓采集單元、CPU模塊、低壓側(cè)電壓供能電源模塊及無(wú)線通信模塊；每組電流采集單元均分別與CPU模塊和低壓側(cè)電壓供能電源模塊相連，低壓側(cè)電壓供能電源模塊及通信模塊分別與CPU模塊相連。
[0010]所述每組電流采集單元均包括高壓等電位開(kāi)口電流互感器、高壓等電位電流信號(hào)采集模塊、高壓等電位電壓取能電源模塊、電子式電壓互感器、電容型取能互感器及電壓信號(hào)采集模塊；其中，高壓等電位開(kāi)口電流互感器輸出端、高壓等電位電壓取能電源模塊輸出端分別與高壓等電位電流信號(hào)采集模塊輸入端相連，電子式電壓互感器輸出端與電壓信號(hào)采集模塊輸入端相連；電容型取能互感器輸出端分別與高壓等電位電壓取能電源模塊輸入端和低壓側(cè)電壓取能電源模塊輸入端相連，高壓等電位電流信號(hào)采集模塊與CPU模塊雙向相連，電壓信號(hào)采集模塊的輸出端和輸入端分別與低壓側(cè)電壓取能電源模塊、CPU模塊相連。
[0011 ] 所述裝置還包括三個(gè)高壓電路屏蔽盒、三個(gè)套管、三根信號(hào)光纖、六個(gè)熔斷器、一個(gè)金屬箱體；三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒內(nèi)分別放置一組電流電壓采集單元的高壓等電位電流信號(hào)采集模塊和高壓等電位電壓取能電源模塊，一個(gè)金屬箱體內(nèi)放置三組電流電壓采集單元的其它器件，包括電子式電壓互感器、電容型取能互感器、電壓信號(hào)采集模塊，以及CPU模塊和低壓側(cè)電壓取能電源模塊；三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒通過(guò)三個(gè)套管與金屬箱體相連；六根熔斷器，其中三個(gè)熔斷器上端分別通過(guò)三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒和三個(gè)套管中的金屬管臂相連，三個(gè)熔斷器下端分別與三組電流電壓采集單元的三個(gè)電子式電壓互感器相連，另外三個(gè)熔斷器上端分別通過(guò)三個(gè)套管中金屬管內(nèi)的電極與三組電流電壓采集單元的三個(gè)高壓等電位電壓取能電源模塊，三個(gè)熔斷器下端分別與三組電流電壓采集單元的三個(gè)電容型取能互感器高壓極相連；三根信號(hào)光纖穿過(guò)三個(gè)套管分別將三組電流電壓采集單元的三個(gè)高壓等電位電流信號(hào)采集模塊與CPU模塊相連。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0013]本發(fā)明的可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置中電流和電壓互感器均為三元件設(shè)計(jì)；其中電流互感器為開(kāi)口或開(kāi)啟式的高壓等電位設(shè)計(jì)，電流采集模塊和為其供能的電源模塊直接工作在高壓側(cè)；電壓互感器采用電子式互感器；每相另外加裝一支高壓電容分壓器作為電壓取能型互感器，負(fù)責(zé)為每相的高壓側(cè)電路模塊和低壓側(cè)電路模塊同時(shí)供能；電壓互感器和電壓取能型互感器通過(guò)電流互感器和高壓側(cè)工作電路模塊外的等電位金屬屏蔽殼取壓；電流互感器信號(hào)經(jīng)高壓側(cè)采集模塊數(shù)字化處理后經(jīng)光纖傳輸至CPU模塊中，電壓互感器信號(hào)在低壓側(cè)經(jīng)電壓采集模塊數(shù)字化處理后也傳輸至CPU模塊，(PU模塊負(fù)責(zé)電流電壓信號(hào)的同步處理及計(jì)算，計(jì)算結(jié)果最后經(jīng)通信模塊傳輸至遠(yuǎn)端；另夕卜，通信模塊除可收發(fā)遠(yuǎn)程信號(hào)外，還可收發(fā)近距離信號(hào)，以完成與就近設(shè)備的通信。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、可帶電安裝滿足供電可靠性的要求，且有利于大量布點(diǎn)和快速組網(wǎng)；
[0016]2、無(wú)二次接線，將高壓等電位電流互感器卡裝至高壓母線上，也即同時(shí)完成了電流、電壓測(cè)量和供能取壓；
[0017]3、電流互感器高壓側(cè)等電位運(yùn)行簡(jiǎn)化了絕緣設(shè)計(jì)；
[0018]4、電流電壓互感器均為無(wú)磁飽和和鐵磁諧振，且測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、低溫漂，可同時(shí)滿足測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)的準(zhǔn)確度要求，以及寬額定電流變比的需求；
[0019]5、采用互感器三元件設(shè)計(jì)，測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)越于兩元件設(shè)計(jì)的同時(shí)，不增加線路無(wú)功和不平衡電流，滿足電網(wǎng)運(yùn)行對(duì)安全經(jīng)濟(jì)性的要求；
[0020]6、電容分壓供能方式可同時(shí)滿足高低壓側(cè)的電路供能，確保供能無(wú)死角；
[0021]7、電流電壓信號(hào)回路無(wú)二次轉(zhuǎn)換，或用光數(shù)字信號(hào)傳輸采樣，有效提高了整體計(jì)量準(zhǔn)確度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)及工作原理框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的高壓等電位電流采樣模塊實(shí)施例組成框圖。
[0025]圖4為本發(fā)明的高壓等電位電壓取能電源模塊實(shí)施例電路原理圖。
[0026]圖5為本發(fā)明的電容取能互感器的實(shí)施例電路圖。
[0027]圖6為CPU模塊及通信模塊的實(shí)現(xiàn)方式框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下；
[0029]本發(fā)明提供的可在高壓側(cè)帶電裝拆的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和電能計(jì)量裝置如圖1所示，包括:三組電流電壓采集單元、CPU模塊12、低壓側(cè)電壓供能電源模塊14及無(wú)線通信模塊13 ;每組電流采集單元均分別與CPU模塊12和低壓側(cè)電壓供能電源模塊14相連，低壓側(cè)電壓供能電源模塊14及通信模塊13分別與CPU模塊12相連。所述每組電流采集單元均包括高壓等電位開(kāi)口電流互感器1、高壓等電位電流信號(hào)采集模塊2、高壓等電位電壓取能電源模塊3、電子式電壓互感器8、電容型取能互感器9及電壓信號(hào)采集模塊11 ;其中，高壓等電位開(kāi)口電流互感器I輸出端、高壓等電位電壓取能電源模塊3輸出端分別與高壓等電位電流信號(hào)采集模塊輸入端2相連，電子式電壓互感器8輸出端與電壓信號(hào)采集模塊11輸入端相連；電容型取能互感器9輸出端分別與高壓等電位電壓取能電源模塊輸入端3和低壓側(cè)電壓取能電源模塊輸入端14相連，高壓等電位電流信號(hào)采集模塊2與CPU模塊12雙向相連，電壓信號(hào)米集模塊的輸出端和輸入端11分別與低壓側(cè)電壓取能電源模塊14、CPU模塊12相連。
[0030]本發(fā)明裝置的工作原理為:高壓等電位開(kāi)口電流互感器I采集母線的電流，輸出與母線電流成一定關(guān)系的二次信號(hào)，送到高壓等電位電流采樣模塊2進(jìn)行數(shù)字化處理，然后送到CPU模塊12 ;電子式電壓互感器8輸出與母線電壓成一定關(guān)系的二次信號(hào)，送到電壓信號(hào)采樣模塊11進(jìn)行數(shù)字化處理，然后送到CPU模塊12。CPU模塊12對(duì)收到的電流電壓數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻譜變換后得到電壓電流有效值、電壓電流角度、諧波含量、頻率、功率等電能質(zhì)量參數(shù)及有功電能、無(wú)功電能等計(jì)量結(jié)果，結(jié)果最后通過(guò)通信模塊13發(fā)送出去。
[0031]本裝置具體實(shí)施還包括三個(gè)高壓電路屏蔽盒4、三個(gè)套管5、三根信號(hào)光纖6、六個(gè)熔斷器10、一個(gè)金屬箱體7 ;三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒4內(nèi)分別放置一組電流電壓采集單元的高壓等電位電流信號(hào)采集模塊2和高壓等電位電壓取能電源模塊3，一個(gè)金屬箱體7內(nèi)放置三組電流電壓采集單元的其它器件，包括電子式電壓互感器8、電容型取能互感器9、電壓信號(hào)采集模塊11，以及CPU模塊12和低壓側(cè)電壓取能電源模塊14 ;三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒4通過(guò)三個(gè)套管5與金屬箱體7相連；六根熔斷器，其中三個(gè)熔斷器上端分別通過(guò)三個(gè)高壓電路金屬屏蔽盒4和三個(gè)套管5中的金屬管臂相連，三個(gè)熔斷器下端分別與三組電流電壓采集單元的三個(gè)電子式電壓互感器8相連，另外三個(gè)熔斷器上端分別通過(guò)三個(gè)套管5中金屬管內(nèi)的電極與三組電流電壓采集單元的三個(gè)高壓等電位電壓取能電源模塊3，三個(gè)熔斷器下端分別與三組電流電壓采集單元的三個(gè)電容型取能互感器9高壓極相連；三根信號(hào)光纖6穿過(guò)三個(gè)套管5分別將三組電流電壓采集單元的三個(gè)高壓等電位電流信號(hào)采集模塊2與CPU模塊12相連，如圖2所示；
[0032]本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)及各部件的功能及【具體實(shí)施方式】分別詳細(xì)說(shuō)明如下:
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