專利名稱：一種三相四線制高壓電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高壓電能計(jì)量技術(shù)，具體涉及一種通過(guò)將高壓側(cè)的高 電壓大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成低電壓小電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的一種三相四線制高壓 電能表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中用于高壓電能計(jì)量的裝置主要是高壓計(jì)量箱和高壓計(jì)量
拒，由跨接在A-B相和C-B相的兩臺(tái)電壓互感器和串接在A、 C相的兩臺(tái) 電流互感器以及一臺(tái)三相兩元件電能表組成。由于高壓互感器的絕緣要求 高，在10Kv電力系統(tǒng)為42Kv、 二次額定負(fù)荷有IOVA、因此體積和重量 都相當(dāng)大、價(jià)格高、安裝空間大。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，2004年武漢國(guó)測(cè)公司設(shè)計(jì)了一種高壓電能 表。它是一種由跨接在A-B和C-B相間的兩臺(tái)單相高壓電能計(jì)量裝置的高 壓表計(jì)、使用電容式電壓互感器、具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但是其所 有的電子器件都工作在高壓側(cè)、對(duì)可靠性要求極高、故障后必須要停電才 能檢修。并且對(duì)高壓側(cè)的取電難度大，可靠性難以保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的高壓互感器的絕緣要求高，在10Kv電力 系統(tǒng)為42Kv、 二次額定負(fù)荷有IOVA、因此體積和重量都相當(dāng)大、價(jià)格高、 安裝空間大和釆用武漢國(guó)測(cè)公司設(shè)計(jì)的高壓電能表因其所有的電子器件都 工作在高壓側(cè)、對(duì)可靠性要求極高、故障后必須要停電才能才企修，并且對(duì) 高壓側(cè)的取電難度大，可靠性難以保證這些技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了 一種三相四線制高壓電能表。
本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為提供了一種三相 四線制高壓電能表，所述三相四線制高壓電能表包括電壓互感器單元、 電流互感器單元和三相四線制低壓電能表，其中，所述電壓互感器單元一 端接入高壓母線，另一端通過(guò)接地端子接入大地，所述電流互感器單元串 聯(lián)在高壓母線上，所述三相四線制低壓電能表的輸入端與所述電壓互感器 單元和所述電流互感器單元的輸出端連"t妄。
3根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述電壓互感器單元為電阻式分 壓?jiǎn)卧螂娙菔椒謮簡(jiǎn)卧?br> 根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述電流互感器單元為低功率電 流互感器和與所ii/f氐功率電流互感器并耳關(guān)的電阻。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述電壓互感器單元與所述電流
互感器單元的連接為帶屏蔽的同軸電纜連接器或者帶雙屏蔽的同軸電纜連 接器。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述電壓互感器單元與所述電流 互感器單元運(yùn)行在高壓線路端。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述電流互感器單元為羅可夫斯 基線圈。
根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選技術(shù)方案所述三相四線制高壓電能表包括 電源模塊、外設(shè)才莫塊、中央處理器單元和電能計(jì)量芯片，其中，所述電能 計(jì)量芯片、所述電源才莫塊和所述外設(shè)模塊分別與所述中央處理器單元連接。
經(jīng)與現(xiàn)有的技術(shù)方案進(jìn)行比較后，本實(shí)用新型的有益的效果在于相 對(duì)于高壓計(jì)量箱(拒)，本實(shí)用新型技術(shù)方案中的高壓電能計(jì)量裝置體積小 巧、重量輕；相對(duì)于武漢國(guó)測(cè)公司的高壓電能表，本實(shí)用新型技術(shù)方案中 的高壓電能表工作在低壓側(cè)，設(shè)計(jì)筒單、可靠性高，成本低廉。

圖l.本實(shí)用新型一種三相四線制高壓電能計(jì)量方法及裝置中三相四 線制高壓電能計(jì)量方法流程圖2.本實(shí)用新型一種三相四線制高壓電能計(jì)量方法及裝置中三相四線 制高壓電能表^t塊結(jié)構(gòu)示意圖3.采用低功率電流互感器后的三相四線制高壓電能表模塊結(jié)構(gòu)示意
圖4.采用羅可夫斯基線圈后的三相四線制高壓電能表模塊結(jié)構(gòu)示意
圖； .
圖5.采用電阻式分壓器后的三相四線制高壓電能表沖莫塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6.采用電容式分壓器后的三相四線制高壓電能表模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明 圖中A、 B、 C三相電力系統(tǒng)的一次電流導(dǎo)體1、電壓互感器單元2、 電流互感器單元3、中央處理器單元4、電能計(jì)量芯片5、三相四線制j氐壓 電能表6、外設(shè)模塊7、電源模塊8、連接線9、接地端子IO、電流積分器 11、乘法器12、 SPI4妄口 13、電阻14、低功率電流互感器15、羅可夫斯 基線圈16、電阻式電壓互感器的高壓側(cè)分壓電阻17、電阻式電壓互感器的 低壓側(cè)分壓電阻18、電容式電壓互感器的高壓側(cè)分壓電容19、電容式電壓 互感器的低壓側(cè)分壓電容20。
請(qǐng)參閱圖1本實(shí)用新型一種三相四線制高壓電能計(jì)量方法及裝置中三 相四線制高壓電能計(jì)量方法流程圖。如圖l所示，所述三相四線制高壓電 能計(jì)量方法包括步驟第一、將高電壓大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成低電壓小電流信 號(hào)；第二、將所述低電壓小電流信號(hào)接入三相四線制電能計(jì)量裝置進(jìn)行電
能測(cè)量。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中所述第一步的方法為通過(guò)電壓互感 器單元2將高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為1.625/ViV的低電壓信號(hào)，通過(guò)電流互感器 單元3將大電流信號(hào)變換為225mV的低電壓小電流信號(hào)。所述第二步包括 子步驟 一、將所述225mV的低電壓小電流信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)；二、將調(diào) 節(jié)后的信號(hào)接入三相四線制電能計(jì)量裝置中三相電能芯片的A、 B、 C中 的一相計(jì)量輸入的電流電壓乘法器12輸入端；三、將其他兩相也輸入到計(jì) 量輸入的電流電壓乘法器12的輸入端；四、通過(guò)所述電流電壓乘法器12 和時(shí)間積分得到電能脈沖輸出；五、通過(guò)SPI接口 13將數(shù)據(jù)傳送到中央處 理器單元4進(jìn)行電能測(cè)量。
請(qǐng)參閱圖2本實(shí)用新型一種三相四線制高壓電能計(jì)量方法及裝置中三 相四線制高壓電能表才莫塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示所述三相四線制高壓 電能表包括電壓互感器單元2、電流互感器單元3和三相四線制低壓電 能表6,其中，所述電壓互感器單元2—端接入高壓母線，另一端通過(guò)接 地端子IO接入大地，所述電流互感器單元3串聯(lián)在高壓母線上，所述三相 四線制低壓電能表6的輸入端與所述電壓互感器單元2和所述電流互感器 單元3的輸出端連接。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中所述電壓互感器單元2與所述電流互感器單元3的連接線9為帶屏蔽的同軸電纜連接器或者帶雙屏蔽的同軸電 纜連接器。所述三相四線制低壓電能表6包括電源模塊8、外設(shè)模塊7、中 央處理器單元4和電能計(jì)量芯片5,其中，所述電能計(jì)量芯片5、所述電源 模塊8和所述外設(shè)模塊7分別與所述中央處理器單元4連接。
請(qǐng)參閱圖3采用低功率電流互感器15后的三相四線制高壓電能表模塊 結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，所述電流互感器單元3采用低功率電流互感器15,如圖 3所示，通過(guò)電》茲感應(yīng)產(chǎn)生與一次電流成正比的電流信號(hào)后串接一個(gè)小電 阻則輸出Vi=KixIxR;式中I為一次側(cè)電流，K為L(zhǎng)PCT變比,R為高精度 小電阻,Vi為電流互感器并聯(lián)電阻輸出信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖4采用羅可夫斯基線圈16后的三相四線制高壓電能表模塊結(jié) 構(gòu)示意圖，圖中，所述電流互感器單元3釆用羅可夫斯基空心線圈，如圖 4所示，通過(guò)電；茲感應(yīng)產(chǎn)生與一次電流孩t分成正比的電壓信號(hào)e(t)= Dixdl/dt;式中I為一次側(cè)電流，Di微分系數(shù),e(t)為羅可夫斯基空心線圈輸 出信號(hào)。
所述電壓互感器單元2采用電阻式分壓器后的三相四線制高壓電能表 模塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，通過(guò)分壓產(chǎn)生一個(gè)與一次電壓V相對(duì)應(yīng)的電 壓信號(hào)Vv=KvxV;式中V為一次側(cè)電壓信號(hào)，Kv為電壓變比，Vv為分 壓后的電壓信號(hào)。
所述電壓互感器單元2采用電容式分壓器后的三相四線制高壓電能表 模塊結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，通過(guò)分壓產(chǎn)生一個(gè)與一次電壓V相對(duì)應(yīng)的電 壓信號(hào)Vv=KvxV;式中V為一次側(cè)電壓信號(hào)，Kv為電壓變比，Vv為分 壓后的電壓信號(hào)。
從所述電壓傳感器單元和所述電流傳感器單元出來(lái)的小信號(hào)，分別被 送到三相電能芯片的A、 B、 C中的一相計(jì)量輸入的電流電壓乘法器12輸 入端，同時(shí)把其他兩相也輸入到計(jì)量輸入的電流電壓乘法器12的輸入端， 通過(guò)乘法器12和時(shí)間積分得到電能脈沖輸出，通過(guò)SPI接口 13把數(shù)據(jù)傳 送到中央處理器單元4。所述中央處理器單元4再把數(shù)據(jù)處理加工為滿足 電能表6要求的各種數(shù)據(jù)和曲線。對(duì)于羅可夫斯基空心線圏式的電流互感 器單元3的電能芯片內(nèi)部帶有電流積分器11，會(huì)把微分信號(hào)還原后再送入 乘法器12計(jì)量電能。經(jīng)與現(xiàn)有的技術(shù)方案進(jìn)行比較后，本實(shí)用新型的有益的效果在于相 對(duì)于高壓計(jì)量箱(拒)，本實(shí)用新型技術(shù)方案中的高壓電能計(jì)量裝置體積小 巧、重量輕；相對(duì)于武漢國(guó)測(cè)公司的高壓電能表，本實(shí)用新型技術(shù)方案中 的高壓電能表工作在低壓側(cè)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可靠性高，成本低廉。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種三相四線制高壓電能表，其特征在于所述三相四線制高壓電能表包括電壓互感器單元(2)、電流互感器單元(3)和三相四線制低壓電能表(6)，其中，所述電壓互感器單元(2)一端接入高壓母線，另一端通過(guò)接地端子(10)接入大地，所述電流互感器單元(3)串聯(lián)在高壓母線上，所述三相四線制低壓電能表(6)的輸入端與所述電壓互感器單元(2)和所述電流互感器單元(3)的輸出端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述電 壓互感器單元(2)為電阻式分壓?jiǎn)卧螂娙菔椒謮簡(jiǎn)卧?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述電 流互感器單元(3)為低功率電流互感器和與所述低功率電流互感器并聯(lián)的 電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述電 壓互感器單元(2)與所述電流互感器單元(3)的連接線為帶屏蔽的同軸電纜 連接器或者帶雙屏蔽的同軸電纜連接器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述電 壓互感器單元(2)與所述電流互感器單元(3)運(yùn)行在高壓線i 各端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述電流互感器單元(3)為羅可夫斯基線圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相四線制高壓電能表，其特征在于所述三 相四線制低壓電能表(6)包括電源模塊(8)、外設(shè)模塊(7)、中央處理器單元(4) 和電能計(jì)量芯片(5)，其中，所述電能計(jì)量芯片(5)、所述電源模塊(8)和所述 外設(shè)^t塊(7)分別與所述中央處理器單元(4)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種三相四線制高壓電能表。所述三相四線制高壓電能表包括電壓互感器單元、電流互感器單元和三相四線制低壓電能表，其中，所述電壓互感器單元一端接入高壓母線，另一端接入大地，所述電流互感器單元串聯(lián)在高壓母線上，三相四線制低壓電能表的輸入端與所述電壓互感器單元和所述電流互感器單元的輸出端連接。本實(shí)用新型技術(shù)方案中的高壓電能計(jì)量裝置體積小巧、重量輕，電子器件工作在低壓側(cè)，可靠性和穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)G01R22/00GK201378184SQ200820214329
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者陳漢新, 黃建鐘, 黃清樂(lè) 申請(qǐng)人:深圳市星龍科技有限公司