一种带电可插拔高电压电能计量装置和方法与流程

本发明属于电能计量技术领域，具体涉及一种3-35kV的带电可插拔高压电能直接计量装置及方法，特别涉及到一种抽屉式高电位直接电能计量以及主副表特点的电能计量装置。

背景技术：
现有3-35kV高压电能直接计量装置虽然有体积小、重量轻、节省金属材料、可以检验整体误差、有效避免窃电等优点，但也存在一些问题，主要是难以进行现场检验及带电更换。根据电能计量的国家和行业标准，计费用的电能计量装置（电能表）要根据负荷的容量大小，定期进行现场检验，以证明电能表的误差是在规定的范围内。以前使用各自独立的电流互感器、电压互感器和低压电能表组成的高压电能计量装置有一套成熟的现场带电检验或停电检验的方法和规程，电能表带电或停电更换也十分简便。但已经公开的一体式直接计量的高压电能表由于计量组件是集成在高电位端，整体封装，所以无论是户内还是户外产品都难以进行带电检验，停电更换也多有不便。中国发明专利公开号为CN101216510A的《高压电能直接计量系统和方法》中介绍高压电能表其电流采集模块、电压采集模块、电能计量模块、通信模块就是设置在A相和C相的高电位端，与电流传感器、电压传感器集成在一个绝缘体中，只能停电进行检验和整体进行更换。中国实用新型专利授权公告号CN2501227Y，公开的名称为《一种带有电流互感器、电压互感器及保护熔断器的计量手车》，以及CN201327959Y，公开的名称为《计量小车》，此两个专利文献所公开的计量小车是将10kV或24kV计量用的电流互感器、电压互感器和高压熔断器全部集成在一台小车上，其计量仪表是设置的电压互感器和电流互感器的低电位端，虽然有利于检修维护的快捷和安全，但只能在停电状态下可以拉出或推入。为了解决直接接入式高压电能表现场检验和更换的问题，特发明了一种可带电插拔的抽屉结构的高压电能直接计量装置及方法。

技术实现要素：
本发明的目的是要解决上述的技术问题，提供一种更换简单、维护方便的3-35kV高压三相电能直接计量装置。本发明中，通过在A、B、C三相的高电位端设置固定式电压、电流组合式互感器，在可移动的抽屉上设置A相计量组件和C相计量组件，计量组件也设置在高电位端，在抽屉的低电位端设置显示终端，计量组件和显示终端之间用光纤或无线进行通信。抽屉可以带电插拔，从而可以方便地进行现场检验和更换。更具体的，本发明是通过如下技术方案实现的：一种带电可插拔高电压电能计量装置，包括固定安装在计量柜背板上的组合式互感器，以及主计量抽屉和副计量抽屉；主计量抽屉上安装了第一A相电能计量组件和第一C相电能计量组件，共同组成主表计量装置；副计量抽屉上安装了第二A相电能计量组件和第二C相电能计量组件，共同组成副表计量装置；第一A相电能计量组件连接有信号插头，信号插头与A相信号插座对应；第一C相电能计量组件连接有信号插头，信号插头与C相信号插座对应；第二A相电能计量组件连接有信号插头，信号插头与A相信号插座对应；第二C相电能计量组件连接有信号插头，信号插头与C相信号插座对应。主计量抽屉和副计量抽屉可以带电插入或抽出组合式互感器，不会造成电流互感器开路或者电压互感器短路；主计量抽屉和副计量抽屉可以分别单独插入组合式互感器，构成一套完整的高压电能计量装置，也可以同时插入组合式互感器构成主副表结构的高压电能计量装置。更进一步的方案是：所述组合式互感器由A相电流互感器、C相电流互感器、AB相电压互感器、BC相电压互感器组成。更进一步的方案是：所述A相电流互感器的一次线圈和二次线圈都设置在A相的高电位端,其一次线圈接入A相电流、二次线圈同时接入主、副计量抽屉的A相信号插座；所述C相电流互感器的一次线圈和二次线圈都设置在C相的高电位端，其一次线圈接入C相电流、二次线圈同时接入主、副抽屉的C相信号插座。A相计量单元的信号插座和C相计量单元信号插座的电流端子可以带有自动短接功能，在信号插头插入时电流自动接入，在信号插头拔出时，电流自动短接；电流互感器采用电磁型的电流互感器，或采用小电压输出的电子式电流互感器，或低功耗电流互感器。更进一步的方案是：所述AB相电压互感器的一次线圈接入AB相电压，二次线圈设置在A相电源的高电位端,同时接入主、副抽屉的A相信号插座；BC相电压互感器的一次线圈接入BC相电压，二次线圈设置在C相电源的高电位端，同时接入主、副抽屉的C相信号插座；所述电压互感器采用电磁式电压互感器、电容电压传感器或电阻式电压传感器。更进一步的方案是：所述主计量抽屉上有显示终端，副计量抽屉上有显示终端，显示终端和显示终端设置在抽屉的低电位端，电能计量组件同显示终端之间采用光纤或无线方式进行通信。更进一步的方案是：所述第一A相电能计量组件和第二A相电能计量组件都是连接在A相的高电位上，第一C相电能计量组件和第二C相电能计量组件都是连接在C相的高电位上，实现电流和电压信号的高电位直接采集并进行电能的计量。本申请中，显示终端可以通过多种通信媒介（光纤、无线、红外、GPRS）同用户的计量采集系统进行通信。另外，需要说明的是，本发明的计量抽屉包括但不限于抽屉式结构，也可以是滑道式结构、滚轮式结构，或其他相类似的可以在高电压下带电插入、推入和抽出、移出的结构。本发明还提供了基于前述带电可插拔高电压电能计量装置上的带电可插拔高电压电能计量方法，并具体采用如下三种方式中的任意一种：第一种方式：直接替换法⑴在供电负荷正常运行时，只插入一个计量抽屉，对负荷进行计量；⑵按规定的时间周期，定期用经过检验合格的计量抽屉插入另一个抽屉位置，替换之前的计量抽屉对负荷进行计量；⑶退出之前的计量抽屉；⑷替换下来的计量抽屉经过检验校准后，用于下一轮替换；第二种方式：单表现校法⑴在供电负荷正常运行时，只插入主计量抽屉，由主计量抽屉对负荷进行计量；⑵在需要对主计量抽屉中的计量组件进行周期现场校验时，插入副计量抽屉，副计量抽屉上安装有符合计量法规要求的标准计量组件，对负荷进行一段时间的同步计量，并对主计量抽屉和副计量抽屉的计量数据进行比对，以判断主计量抽屉的计量数据是否满足准确度的要求；⑶如果主计量抽屉的计量数据满足要求，则可以退出副计量抽屉；⑷在判断主计量抽屉的计量数据超出规定的误差范围时，可以抽出主计量抽屉，离线对计量组件进行处理和校验，重新插入满足要求的主计量抽屉；⑸在主计量抽屉退出期间，由副计量抽屉进行计量；第三种方式：双表比对法⑴在供电负荷正常运行时，同时插入主计量抽屉和副计量抽屉，对负荷进行计量；⑵定期对主计量抽屉和副计量抽屉的计量数据进行比对，以判断两组计量数据是否超差；⑶如果没有超差，则继续运行；⑷如果超差，逐个抽出主计量抽屉和副计量抽屉进行离线检验，以判断是哪一个计量抽屉的计量超差；⑸采用没有超差的计量抽屉数据作为对负荷的计量数据；⑹重新插入满足要求的计量抽屉，恢复正常的双表计量比对方式。本发明具有如下优点：1.采用计量抽屉的结构方式，更利于用户的现场安装、检验、比对、更换；2.采用双计量抽屉设计、便于使用标准表对主表进行带电检验，也可以用于主副表的现场计量比对，达到计量数据冗余的目的，使得数据更安全更易恢复；3.组合式互感器采用固定的安装，电能计量组件设置在高电位避免接线错误，防止错计、漏计电量，防止窃电的发生。本发明与现有技术相比较：1.本发明的现场安装、检验、更换简单、方便；2.计量单元的检验、更换可以带电进行；3.可以采用主副表双计量方式。附图说明图1是本发明的电气原理框图；图2是本发明的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。如附图1、2所示，一种带电可插拔高电压电能计量装置，包括固定安装在计量柜背板上的组合式互感器10，以及主计量抽屉21和副计量抽屉31；图中，1为A相，2为B相，3为C相。主计量抽屉21上安装了第一A相电能计量组件22和第一C相电能计量组件23，共同组成主表计量装置；副计量抽屉31上安装了第二A相电能计量组件32和第二C相电能计量组件33，共同组成副表计量装置；第一A相电能计量组件22连接有信号插头24，信号插头24与A相信号插座11对应；第一C相电能计量组件23连接有信号插头25，信号插头25与C相信号插座12对应；第二A相电能计量组件32连接有信号插头34，信号插头34与A相信号插座13对应；第二C相电能计量组件33连接有信号插头35，信号插头35与C相信号插座14对应。所述组合式互感器10由A相电流互感器15、C相电流互感器16、AB相电压互感器17、BC相电压互感器18组成。所述A相电流互感器15的一次线圈和二次线圈都设置在A相的高电位端,其一次线圈接入A相电流、二次线圈同时接入主、副计量抽屉的A相信号插座11、13；所述C相电流互感器16的一次线圈和二次线圈都设置在C相的高电位端，其一次线圈接入C相电流、二次线圈同时接入主、副抽屉的C相信号插座12、14。A相计量单元的信号插座11、13和C相计量单元信号插座12、14的电流端子可以带有自动短接功能，在信号插头24、25、34、35插入时电流自动接入，在信号插头24、25、34、35拔出时，电流自动短接；电流互感器采用电磁型的电流互感器，或采用小电压输出的电子式电流互感器，或低功耗电流互感器。所述AB相电压互感器17的一次线圈接入AB相电压，二次线圈设置在A相电源的高电位端,同时接入主、副抽屉的A相信号插座11、13；BC相电压互感器18的一次线圈接入BC相电压，二次线圈设置在C相电源的高电位端，同时接入主、副抽屉的C相信号插座12、14；所述电压互感器采用电磁式电压互感器、电容电压传感器或电阻式电压传感器。所述主计量抽屉21上有显示终端26，副计量抽屉31上有显示终端36，显示终端26和显示终端36设置在抽屉的低电位端，电能计量组件同显示终端之间采用光纤或无线方式进行通信。所述第一A相电能计量组件22和第二A相电能计量组件32都是连接在A相的高电位上，第一C相电能计量组件23和第二C相电能计量组件33都是连接在C相的高电位上，实现电流和电压信号的高电位直接采集并进行电能的计量。本申请中，显示终端可以通过多种通信媒介（光纤、无线、红外、GPRS）同用户的计量采集系统进行通信。另外，需要说明的是，本发明的计量抽屉包括但不限于抽屉式结构，也可以是滑道式结构、滚轮式结构，或其他相类似的可以在高电压下带电插入、推入和抽出、移出的结构。本发明还提供了基于前述带电可插拔高电压电能计量装置上的带电可插拔高电压电能计量方法。可以采用三种计量方法，具体包括如下步骤：第一种方式：直接替换法⑴在供电负荷正常运行时，只插入一个计量抽屉（如主计量抽屉），对负荷进行计量；⑵按规定的时间周期，定期用经过检验合格的计量抽屉插入另一个抽屉位置（如副计量抽屉），替换之前的计量抽屉对负荷进行计量；⑶退出之前的计量抽屉（如主计量抽屉）；⑷替换下来的计量抽屉经过检验校准后，用于下一轮替换。第二种方式：单表现校法⑴在供电负荷正常运行时，只插入主计量抽屉，由主计量抽屉对负荷进行计量；⑵在需要对主计量抽屉中的计量组件进行周期现场校验时，插入副计量抽屉（副计量抽屉上安装有符合计量法规要求的标准计量组件），对负荷进行一段时间的同步计量，并对主计量抽屉和副计量抽屉的计量数据进行比对，以判断主计量抽屉的计量数据是否满足准确度的要求；⑶如果主计量抽屉的计量数据满足要求，则可以退出副计量抽屉；⑷在判断主计量抽屉的计量数据超出规定的误差范围时，可以抽出主计量抽屉，离线对计量组件进行处理和校验，重新插入满足要求的主计量抽屉；⑸在主计量抽屉退出期间，由副计量抽屉进行计量。第三种方式：双表比对法⑴在供电负荷正常运行时，同时插入主计量抽屉和副计量抽屉，对负荷进行计量；⑵定期对主计量抽屉和副计量抽屉的计量数据进行比对，以判断两组计量数据是否超差；⑶如果没有超差，则继续运行；⑷如果超差，逐个抽出主计量抽屉和副计量抽屉进行离线检验，以判断是哪一个计量抽屉的计量超差；⑸采用没有超差的计量抽屉数据作为对负荷的计量数据；⑹重新插入满足要求的计量抽屉，恢复正常的双表计量比对方式。