[发明专利]一种一体化高压电能计量装置

说明书

本发明公开了一种一体化高压电能计量装置，包括一体化全塑料壳体、电压接线端子、非传统电流互感器、高压电阻、高压电容器组和计量及通信电路模块，其中：所述一体化全塑料壳体包括左右两个对称的主腔体和一个中间管，所述中间管分别通过法兰与左右两个所述主腔体连接；所述非传统电流互感器和计量及通信电路模块设置在所述主腔体内，所述高压电阻和压电容器组设置在所述中间管内。本发明提供的一种一体化高压电能计量装置，是一种新型的高压电能计量产品，其结构紧凑，制造工艺简单，不会产生铁磁谐振，具有一体化程度高、安全性好、精度高、体积小、功耗低、重量轻等优点，在计量准确度和绝缘性能指标等方面，能够达到高压计量产品的技术要求。

技术领域

本发明实施例涉及高压电能计量技术领域，尤其涉及一种一体化高压电能计量装置。

背景技术

传统高压(6～35kV)电能计量箱由电磁式电流互感器、电压互感器、智能电能表及其二次接线组成，整体安装在不锈钢计量箱体中实现主要用于高压电能计量，特别适用于中、小型变压器用户，能够完整准确的计量有功电能和无功电能。但其存在体积大(设备笨重约为100kg)、安装困难等缺陷，且电磁式高压电压互感器由于铁磁谐振而存在爆炸隐患；此外，整套装置的电能精度为不确定性，等于电流互感器、电压互感器和电能表的误差之和，还受三者各自精度及二次连接状态等不确定因素的影响。

随着计量技术、通信技术、电子式互感器和一二次融合技术的发展，市面上出现了能够直接连接到高压供电线路的一体化高压电能计量装置，主要包括以下三种新型的技术路线：

(1)将传统的电磁式高压电压互感器和电流互感器小型化，在二次侧增加计量单元、通信单元，通过环氧树脂灌封在一体化结构中，实现高压电能计量。此方案体积已经减少，重量约为50kg，但存在高压绝缘、局放超标和铁磁谐振问题；

(2)采用宽量程的开口式电子电流互感器实现电流采样、通过电容分压或电阻分压实现电压采样，以电容降压方式获取装置电子线路的工作电源，采用分相结构、二元法实现电能计量。此方案设计的装置单相约为6kg，结构轻巧，支持停电或带电安装，但精度只能达到0.5S级；

(3)采用不同变比的闭口电子式互感器实现不同负荷的电流采样，采用电容式分压器或电阻式分压器实现电压采样、采用电容降压提供装置内部计量、通信、采集等电子电路工作的电源，利用等电位原理及光纤、无线通信避免电流互感器的绝缘问题，通常以一体化结构、二元法实现电能计量，精度可达0.2S级。此方案设计的装置约为20kg，必须停电状态下安装，是目前高压测量与计量领域的主要发展方向；

但技术路线2目前存在以下不足：

(1)采用的闭口式电子式电流互感器为通用的产品，电流测量量程范围小，需要根据现场运行线路的负荷大小定制不同变比的互感器如50/5、100/5、200/5、400/5等；

(2)整套装置主要完成高压侧线路的电气量测量和电能计量，需要在低压侧配备一台数据采集终端实现GPRS/3G/4G无线公网的远程通信，由低压侧终端通过本地无线、光纤通信定时采集高压侧电能数据，再将数据远传到电力管理部门的用电信息采集管理系统；

(3)低压侧数据采集终端存在供电问题，如果现场没有低压100V或220V电源，通常不采用重新从高压侧安装一台供电用的电压互感器如10kV/100V，否则安装时间长、安装成本高；若直接通过装置本身的高压取能单元供电，则必须对终端可靠接地，通常需要额外安装避雷器，防止单相接地故障，同样增加安装难度与安装成本，并且引入对电网的单相接地故障隐患；

(4)现有结构通常采用两段独立的环氧玻璃纤维绝缘管，通过4个铝制金属法兰相互连接，加工复杂，成本较高。

发明内容

本发明提供一种一体化高压电能计量装置，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：