數字式高壓計量裝置及其計量系統的製作方法

2023-12-02 13:09:36 2

專利名稱：數字式高壓計量裝置及其計量系統的製作方法
技術領域：
數字式高壓計量裝置及其計量系統技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種高壓電網中的電能計量裝置，尤其是一種數字式高壓計量裝置。
背景技術：
[0002]目前配電網中使用的傳統高壓電能計量裝置，都是櫃體式的，因此也稱為高壓計 量櫃，其通常結構都是由高壓電壓互感器、高壓電流互感器和電能表組合起來的，其中高壓 電壓、電流互感器位於一次設備與二次設備的隔離區，用於將高壓電壓、電流轉化為低壓電 壓、電流，電能表則設於二次設備內，用於對電壓、電流進行數據採集，最終實現電能的計量 和顯示。現有的計量裝置中，電壓電流互感器一般均採用電磁型的，體積和重量都比較大， 並且所連接的電能表，須為大功率接口的智能計量表，且設置於二次設備，才能夠完成相應 的計量、顯示工作，相應的成本也較高，且可能引起測量誤差的環節也比較多，而在計量櫃 內，各元器件裝配組合，均不夠方便，整個計量櫃的結構也會顯得較為臃腫，不方便於安裝、 調試，使用也顯得不夠方便。發明內容[0003]本實用新型的目的在於提供一種結構更為合理，體積更小，且方便於裝配、調試的 數字式高壓計量裝置。[0004]本實用新型為解決其技術問題所採用的技術方案是[0005]數字式高壓計量裝置，包括[0006]用於電能計量的中央處理單元；[0007]與高壓電力線連接的電子式電流互感器，該電子式電流互感器通過電流信號調理 單元與中央處理單元連接；[0008]與高壓電力線連接的第一電壓傳感器，該第一電壓傳感器通過電壓信號調理單元 與中央中央處理單元連接；[0009]分別與電流信號調理單元、電壓信號調理單元及中央處理單元連接的第一開關電 源；以及[0010]與高壓電力線連接的高壓帶電顯示裝置；[0011]所述低壓側包括[0012]用於連接表頭和通訊設備的表頭和通訊管理器，該表頭和通訊管理器通過隔離通 訊單元與中央處理單元連接；[0013]連接表頭和通訊管理器的第二開關電源；以及[0014]連接表頭和通訊管理器的通訊終端。[0015]上述高壓帶電顯示裝置包括與高壓電力線連接的第二電壓傳感器和與第二電壓 傳感器連接的高壓帶電顯示器。[0016]上述第一電壓傳感器為電阻型電壓傳感器。[0017]上述第二電壓傳感器為電容型電壓傳感器。[0018]數字高壓計量裝置所應用的系統，其包括上述的數字高壓計量裝置，還包括二次 設備，其中該二次設備包括[0019]用於連接表頭和通訊設備的表頭和通訊管理器，該表頭和通訊管理器通過隔離通 訊單元與中央處理單元連接；[0020]連接表頭和通訊管理器的第二開關電源；以及[0021]連接表頭和通訊管理器的通訊終端。[0022]本實用新型的有益效果是本實用新型採用電子式的互感器，通過電壓、電流信號 的調理及中央處理單元的配合，實現了在一次系統內直接設置低壓電子設備的方案，能夠 直接在一次系統內直接進行電能計量及處理，將一次設備智能化，同時令設備的體積也較 小，本實用新型在配合二次設備使用時，再使用隔離通訊單元來實現電氣隔離，同時，二次 設備可直接用電錶表頭或相關顯示裝置進行通訊來顯示計量結果，避免了測量誤差，並且 配合本實用新型的結構及相關的元器件，能夠使得整體體積大大減小，安裝、調試均十分方 便。


[0023]
以下結合附圖和具體實施方式
進行進一步說明[0024]圖1為本實用新型的原理方框圖；[0025]圖2為本實用新型一種實施例的示意框圖。
具體實施方式
[0026]參照圖1，本實用新型所提供的數字式高壓計量裝置，主要包括用於電能計量的中 央處理單元3、與高壓電力線連接的電子式電流互感器1、與高壓電力線連接的第一電壓傳 感器2、高壓帶電顯示裝置5及第一開關電源4，其中，電子式電流互感器1用於電流採樣， 可取多個分別接高壓母線的每一條相線，並分別通過電流信號調理單元11與中央處理單 元3連接，以通過中央處理單元3採集電子式電流互感器1的相關信號以完成相應的計量； 第一電壓傳感器2用於電壓採樣，本實用新型中由於中央處理單元3位於一次高壓側，同樣 的取多個分別接高壓母線的每一條相線，並分別通過電壓信號調理單元21與中央處理單 元3連接，作為優選方式，第一電壓傳感器2可採用電阻型電壓傳感器，電子式分壓來替代 傳統的電磁式互感器，可將初級電壓直接轉化為IOV以內的微信號，以滿足直接供給中央 處理單元3的要求，並且電阻型電壓傳感器還具備體積小，傳輸頻帶寬等優點，適合於本實 用新型的計量裝置使用；高壓帶電顯示裝置5用於反應高壓迴路帶電狀況，可以直接與高 壓電力線連接；第一開關電源4為供各元器件提供穩定的電源，在電路連接上，分別分別與 電流信號調理單元11、電壓信號調理單元21及中央處理單元3及高壓帶電顯示裝置5連 接。[0027]如圖中所示，本實用新型使用過程中所配合的二次設備使用，成為完善的計量系 統，其中，一次高壓側的數字高壓計量裝置，須與二次設備進行電氣隔離，典型的，二次設備 主要由表頭和通訊管理器6、第二開關電源8及通訊終端9組成。二次設備需要和一次設備 的數字式高壓計量裝置進行電氣隔離，本實用新型採用隔離通訊單元7來實現，其中表頭和通訊管理器6通過隔離通訊單元7與中央處理單元3連接，在與高壓側電氣隔離的同時 提取中央處理單元3的計量信號，本實用新型優選可採用低成本的光電隔離器，如水晶頭 來實現；同樣的，第二開關電源8作為供電電源，與表頭和通訊管理器6連接，以進行相關控 制；二次設備可直接插接電錶表頭來顯示相關計量結果，也可以通過其他方式，如無線通信 進行連接，因此需要具備通訊終端9，該通訊終端9連接連接表頭和通訊管理器6，以作為輸 出、輸入的終端使用。[0028]本實用新型中，高壓帶電顯示裝置5包括與高壓電力線連接的第二電壓傳感器51 和與第二電壓傳感器51連接的高壓帶電顯示器52，其中的第二電壓傳感器51優選為電容 性電壓傳感器，較適合於IOKV的電力系統，具備較高的精度，並且結構簡單，體積小，適合 於在開關櫃中使用。[0029]如圖2所示，為本實用新型應用於IOKV三相交流的電力系統中的實施例，該電力 系統中具有IOKV的三相母線，本實用新型的裝置分別有電阻型電壓傳感器2、電子式電流 互感器1及電容型電壓傳感器51裝接在每一相母線上，其中三個電阻型電壓傳感器2採集 三相電壓信號，經電壓信號調理單元21傳輸給中央處理單元3進行相應的電壓計量，三個 電子式電流互感器1則分別採集三相電留信號，經電流信號調理單元11傳輸給中央處理單 元3進行相應的電流計量，給中央處理單元3可將計量信號經隔離通訊單元7隔離通信(如 水晶頭)傳輸給表頭和通訊管理器6，由表頭和通訊管理器6通過插裝電錶表頭進行顯示或 通過GPRS通訊終端無線傳輸到檢測設備，達到計量功能。[0030]本實用新型通過電壓、電流信號的調理及中央處理單元的配合，實現了高壓側的 電能計量及處理，將一次設備智能化，二次設備側可直接用電錶表頭或相關顯示裝置進行 通訊來顯示計量結果，避免了測量誤差，並且本實用新型的結構及配合相關的元器件，能夠 使得整體體積大大減小，安裝、調試均十分方便。
權利要求1.數字式高壓計量裝置，其特徵在於包括用於電能計量的中央處理單元(3)；與高壓電力線連接的電子式電流互感器(1)，該電子式電流互感器(1)通過電流信號 調理單元(11)與中央處理單元(3)連接；與高壓電力線連接的第一電壓傳感器(2)，該第一電壓傳感器(2)通過電壓信號調理 單元(21)與中央中央處理單元(3)連接；分別與電流信號調理單元(11)、電壓信號調理單元(21)及中央處理單元(3)連接的第 一開關電源(4);以及與高壓電力線連接的高壓帶電顯示裝置(5)。
2.根據權利要求1所述的數字式高壓計量裝置，其特徵在於所述高壓帶電顯示裝置 (5)包括與高壓電力線連接的第二電壓傳感器(51)和與第二電壓傳感器(51)連接的高壓 帶電顯示器(52)。
3.根據權利要求1所述的數字式高壓計量裝置，其特徵在於所述第一電壓傳感器(2) 為電阻型電壓傳感器。
4.根據權利要求1所述的數字式高壓計量裝置，其特徵在於所述通訊終端(9)為無線 通訊終端。
5.根據權利要求2所述的數字式高壓計量裝置，其特徵在於所述第二電壓傳感器 (51)為電容型電壓傳感器。
6.數字高壓計量裝置所應用的系統，其特徵在於包括上述任一一項權利要求所述的 數字高壓計量裝置，還包括二次設備，其中該二次設備包括有用於連接表頭和通訊設備的表頭和通訊管理器(6)，該表頭和通訊管理器(6)通過隔 離通訊單元(7)與中央處理單元(3)連接；連接表頭和通訊管理器(6)的第二開關電源(8)；以及連接表頭和通訊管理器(6)的通訊終端(9)。
7.根據權利要求6所述的數字高壓計量裝置所應用的系統，其特徵在於所述隔離通 訊單元(7)為光電隔離器。
專利摘要數字式高壓計量裝置，包括高壓側部分及低壓側部分，高壓側部分包括中央處理單元、電子式電流互感器、第一電壓傳感器、第一開關電源以及高壓帶電顯示裝置；低壓側部分包括表頭和通訊管理器第二開關電源以及通訊終端。本實用新型通過電壓、電流信號的調理及中央處理單元的配合，實現了高壓側的電能計量及處理，將一次設備智能化，低壓側可直接用電錶表頭或相關顯示裝置進行通訊來顯示計量結果，避免了測量誤差，並且本實用新型的結構及配合相關的元器件，能夠使得整體體積大大減小，安裝、調試均十分方便。
文檔編號G01R22/06GK201819951SQ20102056138
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者邱嘉文 申請人:珠海威瀚科技發展有限公司