[发明专利]一种基于合金电阻的综合传感计量装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化信息采集与控制领域，具体涉及一种基于合金电阻的综合传感计量装置及其实现方法。

背景技术

目前，智能电网已成为全球能源发展和变革中的重大研究课题。智能电网的基本思想是利用先进的数字化信息网络将发电、输电、变电、配电和用电服务以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其他用能设施连接在一起，通过智能化控制实现对电能的管理，通过精确供能、对应供能、互助供能和互补供能等方式，达到提高资源利用效率，提高供电质量和可靠性的目标。

传感器和测量技术是实现智能电网监测、控制、分析和决策的基础，也是智能电网发展的关键。只有采用先进的传感技术，建设发达的传感器网络，再配合发达的通信体系和仿真技术，才能实现整个电网智能化。

在传统的电力系统测控、保护和计量技术领域，由于电网和电力设备的具有高电压强电流，而保护或测控等二次设备属于弱电电子设备，因此两者之间具有天然的鸿沟。因此，传统的技术在电力系统一次与二次系统之间建立了屏障，打破两者的电气联系，利用电磁或光学转换作为双方联系的纽带。尽管电气测量和计量从最初的模拟技术走入了数字化阶段，在设备小型化等方面也取得了重大进展。但是，其本质未发生根本变化，电磁或光学转换原理复杂，线性化不够理想且不稳定，一次与二次系统之间的隔阂依旧，频率响应、动态特性以及交直流等电气特性依然对通过电磁转换或光学转换的电气测量的可靠性和通用性等方面构成潜在威胁。

发明内容

针对现有技术的不足，打破电气传感测量中，一次系统与二次系统电气连接的鸿沟，不再借助于电磁转换或光学转换等方法，利用纯电路原理实现电力系统电流、电压、功率和电量的感知测量。本发明提出一种基于合金电阻的综合传感计量装置及其实现方法，利用两套合金电阻作为传感器的核心元件，实现电力系统强电设备与弱电设备的电气关联，简化电气测量的原理，改善其对于电力系统频率、动态等特性的适应性，并提高精度缩小体积。

本发明提供的一种基于合金电阻的综合传感计量装置，其改进之处在于，所述计量装置包括电压测量单元A、大阻抗器件、电压测量单元B、微控制器和供电单元；

所述电压测量单元A串入测量电路，所述电压测量单元B与所述大阻抗器件串联后一端连接测量电路的测量点，另一端接地；

所述电压测量单元A和所述电压测量单元B分别测量到电压后传给所述微控制器；所述微控制器分别计算出电流、电压、功率和电量后输出；

所述供电单元为所述电压测量单元A、所述电压测量单元B和所述微控制器供电。

其中，所述传感计量装置包括外围显示与交互设备，用于显示所述微控制器得出的数据。

其中，所述电压测量单元A和电压测量单元均包括合金电阻、电压感应装置和模数转换器；

对于测量单元A：

将合金电阻I串入测量电路，电压感应装置I测量出合金电阻两端的电压后，通过模数转换器转换成数字信号输出至所述控制器；

对于测量单元B：

将合金电阻II与所述大阻抗器件串联后一端连接测量电路的测量点，另一端接地；电压感应装置II测量出合金电阻两端的电压后，通过模数转换器转换成数字信号输出至所述控制器。

其中，所述合金电阻的阻值小于0.001欧姆。

其中，所述计量装置包括通信单元，用于所述控制器的远程输出；当所述控制器向远端或后台提供测试数据时，通过所述通信单元进行传输。

其中，所述大阻抗器件包括大阻抗电容或电阻，其阻值根据现场应用环境确定。

本发明基于另一目的提供的一种综合传感计量装置的实现方法，其改进之处在于，将电压测量单元A串入测量电路，将电压测量单元B与大阻抗器件串联后一端连接测量电路的测量点，另一端接地；

所述电压测量单元A和所述电压测量单元B分别测量到电压后传感微控制器；所述微控制器分别计算出测试电流、测试电压、测试功率和测试电量后输出；其中，所述供电单元为所述电压测量单元A、所述电压测量单元B和所述微控制器供电。

其中，所述微控制器根据所述电压测量单元A得到的电压和所述合金电阻的阻值得到测试电流值，并通过时钟标记时标。

其中，所述微控制器根据所述电压测量单元B得到的电压和所述合金电阻的阻值得到电流值，再根据电流值、合金电阻阻值和大阻抗器件的阻值得到测试电压值，并通过时钟标记时标。

其中，所述微控制器根据得到的测试电压值和测试电流值，通过比对时标的方式，得到同一时刻的对应测试功率值。