CN106054116A - 一种智能型高压计量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供的智能型高压计量装置，包括了隔离刀闸、电子式组合互感器、真空断路器和三相电子式电能表，在使用时无需另外增加开关或断路器；且所述电子式组合互感器可以采集两个线电压信号和两个相电流信号，使得所述智能型高压计量装置能够通过三相电压法实现整机校准，提高了装置的精度；同时所述智能型高压计量装置中的电子式组合互感器通过屏蔽绞线分别与计量模块和通讯模块连接，并由绝缘材料浇注成一体，解决了现有技术易受干扰的问题。

Description

一种智能型高压计量装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种智能型高压计量装置。

背景技术

当前应用中的电力计量装置一般包括三相电压互感器和仪表，两者之间采用外部有线连接，很容易受到外界电磁的干扰，性能不稳定；而且这种电力计量装置在用户使用时，还需要另外增加开关或断路器，以用于后期的维护和检修，此时的成套装置不会进行整体校准，如果用于计量交易是不准确的；另外，该三相电压互感器在出厂之前的校准通常是通过单相施加10kV电压完成的，而不是采用三相电压法整机校准，这也会给整体装置的精度带来不确定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能型高压计量装置，以解决现有技术易受干扰且精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种智能型高压计量装置，包括：隔离刀闸、电子式组合互感器、真空断路器和三相电子式电能表；其中：

所述隔离刀闸、所述电子式组合互感器与所述真空断路器均与电力线相连；

所述三相电子式电能表包括：计量模块和通讯模块；

所述电子式组合互感器通过屏蔽绞线分别与所述计量模块和所述通讯模块连接，且所述电子式组合互感器、所述计量模块和所述通讯模块由绝缘材料浇注成一体；

所述电子式组合互感器用于采集两个线电压信号和两个相电流信号；

所述计量模块用于根据所述两个线电压信号和两个相电流信号，生成计量结果；

所述通讯模块用于将所述计量结果通过无线技术进行传输。

优选的，所述电子式组合互感器为恩式组合传感器，包括：两个电流互感器、两个电压互感器、两个电容、两个电阻和互感器控制器；其中：

所述两个电流互感器分别设置于A相电力线和C相电力线上；所述两个电流互感器的输出端分别与所述互感器控制器相连；所述两个电流互感器用于输出所述两个相电流信号；所述两个相电流信号包括A相电流信号和C相电流信号；

一个电容连接于A相电力线和B相电力线之间；另一个电容连接于C相电力线和B相电力线之间；

两个电压互感器分别设置于B相电力线与两个电容之间；每个电压互感器的输出端正负极之间连接有一个电阻，并均与所述互感器控制器相连；所述两个电压互感器，用于输出所述两个线电压信号；所述两个相电流信号包括AB相之间的线电压信号和CB相之间的线电压信号；

所述互感器控制器与所述计量模块相连，用于对所述两个相电流信号和所述两个线电压信号进行精度补偿。

优选的，还包括：供电模块；所述供电模块的输入端与A相电力线或者C相电力线相连，用于为所述三相电子式电能表供电。

优选的，还包括：低压控制箱；所述低压控制箱内设置有：相序电流互感器和速断控制器；其中：

所述相序电流互感器的两个输入端分别与A相电力线和C相电力线相连；所述相序电流互感器的两个输出端与所述速断控制器相连；所述相序电流互感器用于采集接地电流信号；

所述速断控制器的输出端与所述真空断路器的控制端相连，用于根据所述接地电流信号判断电力线是否接地，当电力线接地时，控制所述真空断路器关断。

优选的，还包括：设置于所述低压控制箱上的显示模块，所述显示模块的输入端与所述计量模块相连，用于将所述计量结果进行显示。

优选的，所述无线技术为GPRS。

优选的，所述计量结果包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、三相正反向有功电能、四象限无功电能以及失压、失流和断相事件。

优选的，所述真空断路器为ZW32-12/M型智能一体化真空断路器。

优选的，所述真空断路器包括：断路器、断路器手动分合手柄、断路器储能手柄和分合指示板；

所述断路器的两端与电力线相连；

所述断路器手动分合手柄、所述断路器储能手柄和所述分合指示板均与所述断路器相连。

优选的，所述隔离刀闸包括：隔离刀片、隔离开关操作手柄和隔离开关主轴；

所述隔离刀片的两端与电力线相连；

所述隔离开关操作手柄通过所述隔离开关主轴与所述隔离刀片相连。

本申请提供的所述智能型高压计量装置，包括了隔离刀闸、电子式组合互感器、真空断路器和三相电子式电能表，在使用时无需另外增加开关或断路器；且所述电子式组合互感器可以采集两个线电压信号和两个相电流信号，使得所述智能型高压计量装置能够通过三相电压法实现整机校准，提高了装置的精度；同时所述智能型高压计量装置中的电子式组合互感器通过屏蔽绞线分别与计量模块和通讯模块连接，并由绝缘材料浇注成一体，解决了现有技术易受干扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种智能型高压计量装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种智能型高压计量装置的通讯示意图；

图3为本申请另一实施例提供的另一智能型高压计量装置的电路示意图；

图4为本申请另一实施例提供的智能型高压计量装置的安装示意图；

图5为本申请另一实施例提供的智能型高压计量装置的部分结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的智能型高压计量装置的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种智能型高压计量装置，以解决现有技术易受干扰且精度低的问题。

具体的，所述智能型高压计量装置，如图1所示，包括：隔离刀闸101、电子式组合互感器102、真空断路器103和三相电子式电能表104；其中：

隔离刀闸101、电子式组合互感器102与真空断路器103均与电力线相连；

三相电子式电能表104包括：计量模块和通讯模块；

电子式组合互感器102通过屏蔽绞线分别与所述计量模块和所述通讯模块连接，且电子式组合互感器102、所述计量模块和所述通讯模块由绝缘材料浇注成一体；

具体的工作原理为：

电子式组合互感器102用于采集两个线电压信号(U_AB和U_CB)和两个相电流信号(I_A和I_C)；

所述计量模块用于根据两个线电压信号(U_AB和U_CB)和两个相电流信号(I_A和I_C)，生成计量结果；

所述通讯模块用于将所述计量结果通过无线技术进行传输。

本实施例提供的所述智能型高压计量装置，包括了隔离刀闸101、电子式组合互感器102、真空断路器103和三相电子式电能表104，在使用时无需另外增加开关或断路器，可以实现整机校准；且电子式组合互感器102可以采集两个线电压信号和两个相电流信号，使得所述智能型高压计量装置能够通过三相电压法实现整机校准，提高了装置的精度；同时所述智能型高压计量装置中的电子式组合互感器102通过屏蔽绞线分别与所述计量模块和所述通讯模块连接，并由绝缘材料浇注成一体，抗干扰能力增强，装置稳定性好；并且，装置整体无可见线的连接，故可以有效防止窃电的发生。

具体的，所述无线技术为GPRS。

此时，所述通讯模块用于将所述计量结果通过GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)进行传输。

在具体的实际应用中，各个所述智能型高压计量装置通过RS485数据链路与相应的GPRS终端进行通讯；个别GPRS终端与无功补偿设备相连；各个GPRS终端再通过GPRS数据链路与相应的GPRS基站相连接；多个GPRS基站通过GPRS网络和GPRS网关与IP网络进行数据交互；由数据服务器通过该IP网络采集、处理和存储GPRS终端的数据；由Web服务器为用户查询管理数据和终端设备提供平台，用户只需要经过以太网和路由器通过Web浏览工具登录Web服务器就可以访问GPRS终端设备和相关数据；具体的通讯连接关系参见图2。

本实施例提供的所述智能型高压计量装置，其数据传输采用无线发射，GPRS网络远传，实现一点对多点的数据通讯。

本发明另一具体的实施例中，在图1和图2的基础之上，所述计量结果包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、三相正反向有功电能、四象限无功电能以及失压、失流和断相事件。

三相电子式电能表104的具体实现形式可以参考DT(S)Z178三相智能电能表，采用先进的大规模集成电路，成熟的软件算法，低功耗设计以及SMT工艺，依照国际、国内相关标准的要求设计制造。集计量、显示、通讯、监测等功能于一身，可以精确地分时计量数字化变电站三相正反向有功电能、四象限无功电能以及需量；精密实时测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；监测并记录失压、失流、断相等事件；可实现远程和本地抄表、编程等功能。

本发明中将这种三相智能电能表优化为超小型的所述计量模块和所述通讯模块，用于实现上述功能。

在具体的实际应用中，所述计量模块和所述通讯模块还均可以具有温度补偿功能，与外接数据传输采用GPRS无线发射，使得整体装置性能更加稳定可靠。

本发明另一具体的实施例中，在图1和图2的基础之上，如图3所示，所述电子式组合互感器为恩式组合传感器，包括：两个电流互感器(ECT1和ECT2)、两个电压互感器(EVT1和EVT2)、两个电容、两个电阻和互感器控制器；其中：

所述两个电流互感器分别设置于A相电力线和C相电力线上(ECT1设置于A相电力线上，ECT2设置于C相电力线上)；所述两个电流互感器的输出端分别与所述互感器控制器相连；

一个电容连接于A相电力线和B相电力线之间；另一个电容连接于C相电力线和B相电力线之间；

两个电压互感器分别设置于B相电力线与两个电容之间；每个电压互感器的输出端正负极之间连接有一个电阻，并均与所述互感器控制器相连；

所述互感器控制器与所述计量模块相连。

具体的工作原理为：

所述两个电流互感器用于输出所述两个相电流信号；所述两个相电流信号包括A相电流信号I_A和C相电流信号I_C；

所述两个电压互感器，用于输出所述两个线电压信号；所述两个相电流信号包括AB相之间的线电压信号U_AB和CB相之间的线电压信号U_CB；

所述互感器控制器，用于对所述两个相电流信号和所述两个线电压信号进行精度补偿，使得所述计量模块得到的所述计量结果更为精准。

所述电子式组合互感器采集两个线电压信号(U_AB和U_CB)和两个相电流信号(I_A和I_C)，为电子式互感器全绝缘设计结构，去掉了参考地线的限制，更安全，结构更紧凑。并且，其与所述计量模块和所述通讯模块之间的数据传输采用最短距离的屏蔽绞线连接，并完全由绝缘材料浇注成一体，将外界电磁干扰降低到最低程度。

本发明中的所述电子式组合互感器可以为电压电流一体化、三相合成的互感器，也可提通过单相电压电流的组合实现此功能，替代本发明中的所述电子式组合互感器；均在本申请的保护范围内。

优选的，如图3所示，所述智能型高压计量装置还包括：供电模块；所述供电模块的输入端与A相电力线或者C相电力线相连，用于为所述三相电子式电能表供电。

在具体的应用中，所述供电模块可以如图3所示的EVT3；此时，三相电子式电能表104通过供电模块105实现了电力线的自供电功能。

优选的，所述智能型高压计量装置还包括：低压控制箱；所述低压控制箱内设置有：如图3所示的相序电流互感器(CT1和CT2)和速断控制器；其中：

所述相序电流互感器的两个输入端分别与A相电力线和C相电力线相连；所述相序电流互感器的两个输出端与所述速断控制器相连；

所述速断控制器的输出端与所述真空断路器的控制端相连。

所述相序电流互感器用于采集接地电流信号；所述速断控制器用于根据所述接地电流信号判断电力线是否接地，当电力线接地时，控制所述真空断路器关断。

优选的，所述智能型高压计量装置还包括：设置于所述低压控制箱上的显示模块，所述显示模块的输入端与所述计量模块相连，用于将所述计量结果进行显示。

所述显示模块使得所述计量结果得以进行就地显示，由于所述低压控制箱设置于如图4所示的杆下位置，所述显示模块与所述计量模块之间的连接线较长，且可能会受到外界的电磁干扰，使得显示出来的计量结果的精度低于所述通讯模块输出的计量结果的精度，但可以适用于就地查看。所述显示模块能够作分离安装，以便安全及容易抄表，也可装在图4所示低压控制箱的正面成为整体式；均在本申请的保护范围内。

本发明另一具体的实施例中，在图1和图2的基础之上，所述真空断路器为ZW32-12/M型智能一体化真空断路器。

优选的，如图5和图6所示，所述真空断路器包括：断路器12、断路器手动分合手柄3、断路器储能手柄4和分合指示板5；

断路器12的两端与电力线相连；

断路器手动分合手柄3、断路器储能手柄4和分合指示板5均与断路器12相连。

优选的，如图5和图6所示，所述隔离刀闸包括：隔离刀片10、隔离开关操作手柄1和隔离开关主轴2；

隔离刀片10的两端与电力线相连；

隔离开关操作手柄1通过隔离开关主轴2与隔离刀片10相连。

在具体的实际应用中，如图6所示，还包括相应的出线端接线板6、绝缘子7、绝缘拉杆8、支架9及其进线端接线板11。整个装置的安装示意图如图6所示。

ZW32-12/M型智能一体化真空断路器为组合式系列化产品：可选配组合隔离开关，为线路检修提供可视断口；断路器配用电动操动机构，与真空灭弧室形成最良好的配合完成操作功能，由于可动部件少，采用电子控制系统，合分动作稳定可靠；整个产品设计先进合理、结构紧凑，箱体完全密封，内部无凝露，机件无锈蚀，开关可靠性高；采用新型复合固体绝缘结构，将真空灭弧室、主导电回路、绝缘支撑等有机地组合成为一个集成固封极柱，彻底解决了真空灭弧室小型化与满足外绝缘要求的矛盾；套管水平布置，输出与输入端是横向布置，即便于架空线联接，也利于电缆的接入；选配的隔离开关带有手动操动机构，两者构成机械防误操作闭锁；断路器和隔离刀闸的基座外壳有不锈钢和普通钢板经达克罗防锈处理两种可选，可达到在有效使用期(10年)内无需油漆维护；智能控制单元内的电源系统保证在系统失电时提供至少24小时的电池持续供电，能控制开关进行可靠动作。

本实施例提供的所述智能型高压计量装置，可以应用于35kV及以下(35KV、10KV或6KV)的电力设备之中，实现高精度计量和线路保护。

本发明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。

以上仅是本发明的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (10)

1.一种智能型高压计量装置，其特征在于，包括：隔离刀闸、电子式组合互感器、真空断路器和三相电子式电能表；其中：

所述隔离刀闸、所述电子式组合互感器与所述真空断路器均与电力线相连；

所述三相电子式电能表包括：计量模块和通讯模块；

所述电子式组合互感器通过屏蔽绞线分别与所述计量模块和所述通讯模块连接，且所述电子式组合互感器、所述计量模块和所述通讯模块由绝缘材料浇注成一体；

所述电子式组合互感器用于采集两个线电压信号和两个相电流信号；

所述计量模块用于根据所述两个线电压信号和两个相电流信号，生成计量结果；

所述通讯模块用于将所述计量结果通过无线技术进行传输。

2.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述电子式组合互感器为恩式组合传感器，包括：两个电流互感器、两个电压互感器、两个电容、两个电阻和互感器控制器；其中：

所述两个电流互感器分别设置于A相电力线和C相电力线上；所述两个电流互感器的输出端分别与所述互感器控制器相连；所述两个电流互感器用于输出所述两个相电流信号；所述两个相电流信号包括A相电流信号和C相电流信号；

一个电容连接于A相电力线和B相电力线之间；另一个电容连接于C相电力线和B相电力线之间；

两个电压互感器分别设置于B相电力线与两个电容之间；每个电压互感器的输出端正负极之间连接有一个电阻，并均与所述互感器控制器相连；所述两个电压互感器，用于输出所述两个线电压信号；所述两个相电流信号包括AB相之间的线电压信号和CB相之间的线电压信号；

所述互感器控制器与所述计量模块相连，用于对所述两个相电流信号和所述两个线电压信号进行精度补偿。

3.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，还包括：供电模块；所述供电模块的输入端与A相电力线或者C相电力线相连，用于为所述三相电子式电能表供电。

4.根据权利要求1至3任一所述的智能型高压计量装置，其特征在于，还包括：低压控制箱；所述低压控制箱内设置有：相序电流互感器和速断控制器；其中：

所述相序电流互感器的两个输入端分别与A相电力线和C相电力线相连；所述相序电流互感器的两个输出端与所述速断控制器相连；所述相序电流互感器用于采集接地电流信号；

所述速断控制器的输出端与所述真空断路器的控制端相连，用于根据所述接地电流信号判断电力线是否接地，当电力线接地时，控制所述真空断路器关断。

5.根据权利要求4所述的智能型高压计量装置，其特征在于，还包括：设置于所述低压控制箱上的显示模块，所述显示模块的输入端与所述计量模块相连，用于将所述计量结果进行显示。

6.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述无线技术为GPRS。

7.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述计量结果包括：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、三相正反向有功电能、四象限无功电能以及失压、失流和断相事件。

8.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述真空断路器为ZW32－12/M型智能一体化真空断路器。

9.根据权利要求8所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述真空断路器包括：断路器、断路器手动分合手柄、断路器储能手柄和分合指示板；

所述断路器的两端与电力线相连；

所述断路器手动分合手柄、所述断路器储能手柄和所述分合指示板均与所述断路器相连。

10.根据权利要求1所述的智能型高压计量装置，其特征在于，所述隔离刀闸包括：隔离刀片、隔离开关操作手柄和隔离开关主轴；

所述隔离刀片的两端与电力线相连；

所述隔离开关操作手柄通过所述隔离开关主轴与所述隔离刀片相连。