[发明专利]新型高压电能直接计量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能计量技术，特别是涉及一种直接计量10KV高压线路电能的新型计量装置和方法。

背景技术

目前，高压电能计量实现方案主要采用的是传统高压电能计量装置（高压计量柜或高压计量箱），其原理是：通过电磁式电压互感器把一次侧的A-B和C-B相间电压按比例转换为二次侧的额定值100V的相间电压 Ua-b 及 Uc-b。把一次侧A相，C相的高压电流通过电流互感器按比例转换为额定值为1A或5A的二次侧电流。二次侧的电压，电流接入三相三线电能表（二元件）积算出二次侧的电能，再把二次侧电能乘以PT，CT的变比最终得到高压侧的电能。

传统的高压计量柜或高压计量箱都是由电压互感器，电流互感器，电能表等几个分离部件共同组合在一起完成计量。存在以下缺陷：1）整体准确度除了由各部件准确度影响之外，还受现场电压回路二次压降等因素影响，技术上目前难以整体检定其误差，通常整体准确度只能用“综合误差”表示，因此计量准确度无法准确定义；2）互感器重量在百公斤以上，搬运，安装困难；3）传统装置中的电能表安装在低压侧，难以防止低压窃电。

中国发明专利“高压电能直接计量系统和方法(专利号：200810002310.1)”提出了一种设置在三相高压线路上的高压电能直接计量系统和方法，其实现原理就是采用两个独立的高压电能计量单元（本质上就是单相电能表）分别置于A相和B相，用于分别计量Uab ,Ia 和 Ucb ,Ic的电能。其中A相高压电能计量单元采集的功率为（Pa = Uab * Ia）；同样的，C相高压电能计量单元采集的功率为（Pa = Ucb * Ic）；通过光纤将这两部分电能传送给置于B相上的电能综合单元。在电能综合单元上进行累计，从而实现高压电能的直接计量（P = Pa + Pc = Uab * Ia + Ucb * Ic）。

本方法只是解决了最基本的高压电能的直接计量问题，但两块独立的单相电能计量单元不能实现同步采样，因而不能准确测量三相电压之间的相位关系以及三相电流之间的相位关系，从而不能准确监测电压，电流的不平衡度，实际上，三相二元件的电能计量方式在电压，电流严重不平衡时会产生较大的误差，此时电表必须能通过检测不平衡度产生告警事件。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种新型高压电能直接计量装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种新型高压电能直接计量装置，其包括：设置于B相的三相三线数字化电能计量模块，设置于A相与B相之间的第一一体化智能电压电流采集模块，设置于C相与B相之间的第二一体化智能电压电流采集模块，给各个模块供电的电源模块，以及用于传输同步时钟和采样数据的光纤；

所述的三相三线数字化电能计量模块包括：主控MCU, 与主控MCU电连接的存储模块,通信模块，以及数据传输电路；所述的存储模块包括用于存储历史电量等数据的FLASH(2),用于存储当前数据的铁电存储器(3),所述的通信模块为用于与低压显示终端或其他抄表设备进行通信的微功率小无线模块，所述的数据传输电路包括第一电光转换电路，第一光电转换电路，第四电光转换电路，第五电光转换电路；

所述的第一一体化智能电压电流采集模块包括：MCU，与MCU电连接的第二电光转换电路、第二光电转换电路、第一ADC、第二ADC，与第一ADC、第二ADC连接的第一调理电路，以及与第一调理电路连接的第一分压电路和第一电流互感器；所述的第一分压电路设置于A相电力线与B相电力线之间，所述的第一电流互感器与A相电力线链接；

所述的第二一体化智能电压电流采集模块包括：MCU，与MCU电连接的第三电光转换电路、第三光电转换电路、第三ADC、第四ADC，与第三ADC、第四ADC连接的第二调理电路，以及与第二调理电路连接的第二分压电路和第二电流互感器；所述的第二分压电路设置于C相电力线与B相电力线之间，所述的第二电流互感器与C相电力线链接；

所述的第一电光转换电路与所述的第二光电转换电路、第三光电转换电路连接，所述的第一光电转换电路与所述的第二电光转换电路、第三电光转换电路连接。

基于上述的新型高压电能直接计量装置，本发明提供了一种新型高压电能直接计量方法，包括如下步骤：

S1：设置于B相的三相三线数字化电能计量模块通过光纤发送采样同步时钟给设置于A相与B相之间的第一一体化智能电压电流采集模块，设置于C相与B相之间的第二一体化智能电压电流采集模块；