一種帶電可插拔高電壓電能計量裝置和方法與流程
2024-03-29 22:08:05
本發明屬於電能計量技術領域，具體涉及一種3-35kV的帶電可插拔高壓電能直接計量裝置及方法，特別涉及到一種抽屜式高電位直接電能計量以及主副表特點的電能計量裝置。
背景技術：
現有3-35kV高壓電能直接計量裝置雖然有體積小、重量輕、節省金屬材料、可以檢驗整體誤差、有效避免竊電等優點，但也存在一些問題，主要是難以進行現場檢驗及帶電更換。根據電能計量的國家和行業標準，計費用的電能計量裝置（電能表）要根據負荷的容量大小，定期進行現場檢驗，以證明電能表的誤差是在規定的範圍內。以前使用各自獨立的電流互感器、電壓互感器和低壓電能表組成的高壓電能計量裝置有一套成熟的現場帶電檢驗或停電檢驗的方法和規程，電能錶帶電或停電更換也十分簡便。但已經公開的一體式直接計量的高壓電能表由於計量組件是集成在高電位端，整體封裝，所以無論是戶內還是戶外產品都難以進行帶電檢驗，停電更換也多有不便。中國發明專利公開號為CN101216510A的《高壓電能直接計量系統和方法》中介紹高壓電能表其電流採集模塊、電壓採集模塊、電能計量模塊、通信模塊就是設置在A相和C相的高電位端，與電流傳感器、電壓傳感器集成在一個絕緣體中，只能停電進行檢驗和整體進行更換。中國實用新型專利授權公告號CN2501227Y，公開的名稱為《一種帶有電流互感器、電壓互感器及保護熔斷器的計量手車》，以及CN201327959Y，公開的名稱為《計量小車》，此兩個專利文獻所公開的計量小車是將10kV或24kV計量用的電流互感器、電壓互感器和高壓熔斷器全部集成在一臺小車上，其計量儀表是設置的電壓互感器和電流互感器的低電位端，雖然有利於檢修維護的快捷和安全，但只能在停電狀態下可以拉出或推入。為了解決直接接入式高壓電能表現場檢驗和更換的問題，特發明了一種可帶電插拔的抽屜結構的高壓電能直接計量裝置及方法。
技術實現要素：
本發明的目的是要解決上述的技術問題，提供一種更換簡單、維護方便的3-35kV高壓三相電能直接計量裝置。本發明中，通過在A、B、C三相的高電位端設置固定式電壓、電流組合式互感器，在可移動的抽屜上設置A相計量組件和C相計量組件，計量組件也設置在高電位端，在抽屜的低電位端設置顯示終端，計量組件和顯示終端之間用光纖或無線進行通信。抽屜可以帶電插拔，從而可以方便地進行現場檢驗和更換。更具體的，本發明是通過如下技術方案實現的：一種帶電可插拔高電壓電能計量裝置，包括固定安裝在計量櫃背板上的組合式互感器，以及主計量抽屜和副計量抽屜；主計量抽屜上安裝了第一A相電能計量組件和第一C相電能計量組件，共同組成主表計量裝置；副計量抽屜上安裝了第二A相電能計量組件和第二C相電能計量組件，共同組成副表計量裝置；第一A相電能計量組件連接有信號插頭，信號插頭與A相信號插座對應；第一C相電能計量組件連接有信號插頭，信號插頭與C相信號插座對應；第二A相電能計量組件連接有信號插頭，信號插頭與A相信號插座對應；第二C相電能計量組件連接有信號插頭，信號插頭與C相信號插座對應。主計量抽屜和副計量抽屜可以帶電插入或抽出組合式互感器，不會造成電流互感器開路或者電壓互感器短路；主計量抽屜和副計量抽屜可以分別單獨插入組合式互感器，構成一套完整的高壓電能計量裝置，也可以同時插入組合式互感器構成主副表結構的高壓電能計量裝置。更進一步的方案是：所述組合式互感器由A相電流互感器、C相電流互感器、AB相電壓互感器、BC相電壓互感器組成。更進一步的方案是：所述A相電流互感器的一次線圈和二次線圈都設置在A相的高電位端,其一次線圈接入A相電流、二次線圈同時接入主、副計量抽屜的A相信號插座；所述C相電流互感器的一次線圈和二次線圈都設置在C相的高電位端，其一次線圈接入C相電流、二次線圈同時接入主、副抽屜的C相信號插座。A相計量單元的信號插座和C相計量單元信號插座的電流端子可以帶有自動短接功能，在信號插頭插入時電流自動接入，在信號插頭拔出時，電流自動短接；電流互感器採用電磁型的電流互感器，或採用小電壓輸出的電子式電流互感器，或低功耗電流互感器。更進一步的方案是：所述AB相電壓互感器的一次線圈接入AB相電壓，二次線圈設置在A相電源的高電位端,同時接入主、副抽屜的A相信號插座；BC相電壓互感器的一次線圈接入BC相電壓，二次線圈設置在C相電源的高電位端，同時接入主、副抽屜的C相信號插座；所述電壓互感器採用電磁式電壓互感器、電容電壓傳感器或電阻式電壓傳感器。更進一步的方案是：所述主計量抽屜上有顯示終端，副計量抽屜上有顯示終端，顯示終端和顯示終端設置在抽屜的低電位端，電能計量組件同顯示終端之間採用光纖或無線方式進行通信。更進一步的方案是：所述第一A相電能計量組件和第二A相電能計量組件都是連接在A相的高電位上，第一C相電能計量組件和第二C相電能計量組件都是連接在C相的高電位上，實現電流和電壓信號的高電位直接採集並進行電能的計量。本申請中，顯示終端可以通過多種通信媒介（光纖、無線、紅外、GPRS）同用戶的計量採集系統進行通信。另外，需要說明的是，本發明的計量抽屜包括但不限於抽屜式結構，也可以是滑道式結構、滾輪式結構，或其他相類似的可以在高電壓下帶電插入、推入和抽出、移出的結構。本發明還提供了基於前述帶電可插拔高電壓電能計量裝置上的帶電可插拔高電壓電能計量方法，並具體採用如下三種方式中的任意一種：第一種方式：直接替換法⑴在供電負荷正常運行時，只插入一個計量抽屜，對負荷進行計量；⑵按規定的時間周期，定期用經過檢驗合格的計量抽屜插入另一個抽屜位置，替換之前的計量抽屜對負荷進行計量；⑶退出之前的計量抽屜；⑷替換下來的計量抽屜經過檢驗校準後，用於下一輪替換；第二種方式：單表現校法⑴在供電負荷正常運行時，只插入主計量抽屜，由主計量抽屜對負荷進行計量；⑵在需要對主計量抽屜中的計量組件進行周期現場校驗時，插入副計量抽屜，副計量抽屜上安裝有符合計量法規要求的標準計量組件，對負荷進行一段時間的同步計量，並對主計量抽屜和副計量抽屜的計量數據進行比對，以判斷主計量抽屜的計量數據是否滿足準確度的要求；⑶如果主計量抽屜的計量數據滿足要求，則可以退出副計量抽屜；⑷在判斷主計量抽屜的計量數據超出規定的誤差範圍時，可以抽出主計量抽屜，離線對計量組件進行處理和校驗，重新插入滿足要求的主計量抽屜；⑸在主計量抽屜退出期間，由副計量抽屜進行計量；第三種方式：雙表比對法⑴在供電負荷正常運行時，同時插入主計量抽屜和副計量抽屜，對負荷進行計量；⑵定期對主計量抽屜和副計量抽屜的計量數據進行比對，以判斷兩組計量數據是否超差；⑶如果沒有超差，則繼續運行；⑷如果超差，逐個抽出主計量抽屜和副計量抽屜進行離線檢驗，以判斷是哪一個計量抽屜的計量超差；⑸採用沒有超差的計量抽屜數據作為對負荷的計量數據；⑹重新插入滿足要求的計量抽屜，恢復正常的雙表計量比對方式。本發明具有如下優點：1.採用計量抽屜的結構方式，更利於用戶的現場安裝、檢驗、比對、更換；2.採用雙計量抽屜設計、便於使用標準表對主表進行帶電檢驗，也可以用於主副表的現場計量比對，達到計量數據冗餘的目的，使得數據更安全更易恢復；3.組合式互感器採用固定的安裝，電能計量組件設置在高電位避免接線錯誤，防止錯計、漏計電量，防止竊電的發生。本發明與現有技術相比較：1.本發明的現場安裝、檢驗、更換簡單、方便；2.計量單元的檢驗、更換可以帶電進行；3.可以採用主副表雙計量方式。附圖說明圖1是本發明的電氣原理框圖；圖2是本發明的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。如附圖1、2所示，一種帶電可插拔高電壓電能計量裝置，包括固定安裝在計量櫃背板上的組合式互感器10，以及主計量抽屜21和副計量抽屜31；圖中，1為A相，2為B相，3為C相。主計量抽屜21上安裝了第一A相電能計量組件22和第一C相電能計量組件23，共同組成主表計量裝置；副計量抽屜31上安裝了第二A相電能計量組件32和第二C相電能計量組件33，共同組成副表計量裝置；第一A相電能計量組件22連接有信號插頭24，信號插頭24與A相信號插座11對應；第一C相電能計量組件23連接有信號插頭25，信號插頭25與C相信號插座12對應；第二A相電能計量組件32連接有信號插頭34，信號插頭34與A相信號插座13對應；第二C相電能計量組件33連接有信號插頭35，信號插頭35與C相信號插座14對應。所述組合式互感器10由A相電流互感器15、C相電流互感器16、AB相電壓互感器17、BC相電壓互感器18組成。所述A相電流互感器15的一次線圈和二次線圈都設置在A相的高電位端,其一次線圈接入A相電流、二次線圈同時接入主、副計量抽屜的A相信號插座11、13；所述C相電流互感器16的一次線圈和二次線圈都設置在C相的高電位端，其一次線圈接入C相電流、二次線圈同時接入主、副抽屜的C相信號插座12、14。A相計量單元的信號插座11、13和C相計量單元信號插座12、14的電流端子可以帶有自動短接功能，在信號插頭24、25、34、35插入時電流自動接入，在信號插頭24、25、34、35拔出時，電流自動短接；電流互感器採用電磁型的電流互感器，或採用小電壓輸出的電子式電流互感器，或低功耗電流互感器。所述AB相電壓互感器17的一次線圈接入AB相電壓，二次線圈設置在A相電源的高電位端,同時接入主、副抽屜的A相信號插座11、13；BC相電壓互感器18的一次線圈接入BC相電壓，二次線圈設置在C相電源的高電位端，同時接入主、副抽屜的C相信號插座12、14；所述電壓互感器採用電磁式電壓互感器、電容電壓傳感器或電阻式電壓傳感器。所述主計量抽屜21上有顯示終端26，副計量抽屜31上有顯示終端36，顯示終端26和顯示終端36設置在抽屜的低電位端，電能計量組件同顯示終端之間採用光纖或無線方式進行通信。所述第一A相電能計量組件22和第二A相電能計量組件32都是連接在A相的高電位上，第一C相電能計量組件23和第二C相電能計量組件33都是連接在C相的高電位上，實現電流和電壓信號的高電位直接採集並進行電能的計量。本申請中，顯示終端可以通過多種通信媒介（光纖、無線、紅外、GPRS）同用戶的計量採集系統進行通信。另外，需要說明的是，本發明的計量抽屜包括但不限於抽屜式結構，也可以是滑道式結構、滾輪式結構，或其他相類似的可以在高電壓下帶電插入、推入和抽出、移出的結構。本發明還提供了基於前述帶電可插拔高電壓電能計量裝置上的帶電可插拔高電壓電能計量方法。可以採用三種計量方法，具體包括如下步驟：第一種方式：直接替換法⑴在供電負荷正常運行時，只插入一個計量抽屜（如主計量抽屜），對負荷進行計量；⑵按規定的時間周期，定期用經過檢驗合格的計量抽屜插入另一個抽屜位置（如副計量抽屜），替換之前的計量抽屜對負荷進行計量；⑶退出之前的計量抽屜（如主計量抽屜）；⑷替換下來的計量抽屜經過檢驗校準後，用於下一輪替換。第二種方式：單表現校法⑴在供電負荷正常運行時，只插入主計量抽屜，由主計量抽屜對負荷進行計量；⑵在需要對主計量抽屜中的計量組件進行周期現場校驗時，插入副計量抽屜（副計量抽屜上安裝有符合計量法規要求的標準計量組件），對負荷進行一段時間的同步計量，並對主計量抽屜和副計量抽屜的計量數據進行比對，以判斷主計量抽屜的計量數據是否滿足準確度的要求；⑶如果主計量抽屜的計量數據滿足要求，則可以退出副計量抽屜；⑷在判斷主計量抽屜的計量數據超出規定的誤差範圍時，可以抽出主計量抽屜，離線對計量組件進行處理和校驗，重新插入滿足要求的主計量抽屜；⑸在主計量抽屜退出期間，由副計量抽屜進行計量。第三種方式：雙表比對法⑴在供電負荷正常運行時，同時插入主計量抽屜和副計量抽屜，對負荷進行計量；⑵定期對主計量抽屜和副計量抽屜的計量數據進行比對，以判斷兩組計量數據是否超差；⑶如果沒有超差，則繼續運行；⑷如果超差，逐個抽出主計量抽屜和副計量抽屜進行離線檢驗，以判斷是哪一個計量抽屜的計量超差；⑸採用沒有超差的計量抽屜數據作為對負荷的計量數據；⑹重新插入滿足要求的計量抽屜，恢復正常的雙表計量比對方式。