环网t接处整体高压电能智能计量方法及装置制造方法
【专利摘要】环网T接处整体高压电能智能计量技术及装置，是一种专用于环网线路T接处或环网柜内T接处实现智能计量，可实现查处和处理计量异常或计算线损的方法和装置。利用电流法测量高压电压方法取样，把T接处相等电压分配到其它计量回路，对相应T接路数引起的误差进行补偿。每路分支线路只取电流，接入相应计量单元，根据供电方向建立各路之间相互逻辑关系，当计量数据出现与逻辑关系不符或逻辑关系误差大于设定值时，进行相应的处理。各路采用智能计量，对各路计量逻辑关系智能化处理，查处计量异常或计算T接处线损，还可进行开放式的日冻结、最大量、自动上报负荷曲线等功能。通过通信终端以各种方式传回主站或管理手机，及时通知管理人员。
【专利说明】环网T接处整体高压电能智能计量方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种专用于环网线路或环网柜内的高压计量监控或保护装置，尤其是 一种环网Τ接处整体高压电能智能计量方法及装置。
【背景技术】
[0002] 环网供电是指在不同的变电所或同一变电所的不同母线的两回或多回馈线，相互 之间连接成一个环路进行供电的方式。配网线路实现环网供电后，大大改善了现有单电源 供电缺陷，实现支干线互联供电，最大优势在于将用电负荷进行合理分配，缩短供电半径， 全面提升用户端电压质量。而且，当线路的某一部分出现故障，可以及时隔离故障部位，设 法从两侧开关向负荷正常供电，这样避免了电网发生大面积停电事故，缩短故障抢修时间， 减少停电损失。
[0003] 随着城市配电网的不断发展，大量地埋电缆线路和环网柜得到普及应用。当前，国 家把节能减排作为加强宏观调控的重点，电网企业是节能减排的重要责任主体。因此国家 电网公司和南方电网公司对于配电网的线路用电管理工作提出了精细化管理的要求，对环 网线路各送电节点需要进行分台区结算考核，在考核过程中通过管理手段和技术手段来降 低低配网线损，提高配网经济效益。台线绩效考核是实型营销精细化管理的重要途径。城 市配电线路采用了环网供电方式后，由于互倒线路多，实行台线绩效考核管理就必须在互 倒点加装双向计量装置，为线损计算提供数据依据。因此，电力企业需要在环网柜加装计量 装置以进行台线绩效考核。
[0004] 现有的环网计量主要是三相三三制，采用两只高压电流互感器，两只高压电压互 感器和低压部分的电能表进行实施。现场实施体积较大，严重占用环网单元的柜体空间。其 主要的缺点是：1、计量柜体体积大，不适合环网柜紧凑安装；2、绝缘水平差；3、传统互感器 在安全性和准确性上难以保证，存在铁磁谐振和绝缘事故等隐患；4、运行能耗较高；5、高 压互感器消耗大量的铜铁绝缘材料等资源；6、现场施工安装难度大，工作量很大；7、只能 实现单个节点计量和若干求和总量计算，不能解决偷电漏电的检测预警。
【发明内容】
[0005] 根据以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种专用于环网计 量和控制，采用分布式节点采集电流信号，采用同一电压信号，对环网电能数据进行计量和 控制分析的计量方法。
[0006] 本发明的另外一个目的是利用上述方法，统一计量管理模式，安装简便，功能完善 的环网Τ接处整体高压电能智能计量装置。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环网Τ接处整体高压电能智能 计量技术，在环网柜的分支线Τ接处上分别设置分布式数据采集单元分别采集环网线路各 个Τ接处的电流，将电流信号变换为微信号传输给计量单元；传感器式高压电能计量装置 采集环网柜总进线和总出线的电能信号，并且将传感器式高压电能计量装置利用电流法采 集到的电压信号以微信号形式输送到计量单元；计量单元利用多路电流信号和一路电压信 号进行路数误差补偿和整体计量，然后将该计量结果传输到传感器式高压电能计量装置的 处理装置进行逻辑分析、异常分析和传输。
[0008] 专用于环网线路T接处（手拉手点）或环网柜内T接处实现智能计量，可把该处 多路计量关系进行数据处理，查处计量异常或计算线损，并可对发现的问题实时处理，利用 传感器式高压电能计量方法原理，实现高压计量监控或保护。由于环网线路T接处（手拉 手）或环网柜T接处（手拉手）接口需要一点多路计量监控或保护装置，而这些路的电压 相等，只是电流不等这一特点，采用电压传感器（电流法）取一路电压多路应用，据应用路 数进行采集、计量的误差补偿。利用传感器式高压电能计量方法原理进行主路电压取样，根 据T接处电压相等，把电压分配到其它计量回路，对相应T接路数引起的误差有电压误差补 偿器进行补偿，补偿后的标准电压信号接入每路计量单元，每路分支线路只取电流，接入各 路计量单元，根据供电方向即电流的流向建立各路之间相互逻辑关系，当计量数据出现与 逻辑关系不符或者出现逻辑关系计量数据误差大于设定值时，进行相应的处理。
[0009] 克服了传统互感器在安全性和准确性上难以保证，存在铁磁谐振和绝缘事故等隐 患，并且运行能耗较低。避免消耗大量的铜铁绝缘材料等资源；现场施工安装方便，能解决 偷电漏电的检测预警问题。
[0010] 所述的电压信号的取样方法是利用传感器式高压电能计量方法原理，根据T接处 电压相等，把电压分配到计量单元，对相应分支线数引起的误差由电压误差补偿器进行补 偿，补偿后的标准电压信号接入每路计量单元。
[0011] 所述的处理装置进行逻辑分析是指将各个T接处的用电量进行计算和环网柜用 电量的计算、比较，根据供电方向建立各分支线之间相互逻辑关系，异常分析是指当计量数 据出现与逻辑关系不符或者出现逻辑关系上计量数据误差大于设定值时，进行处理，报警 提醒窃漏电。
[0012] 所述的逻辑分析是指利用电量计算公式……Qn+Qa，根据检测到的供 电方向自动转换为正向和反向计算实际用电量，然后计算线损。反向计算是指环网线路中 的总出线和总进线是相对的，按照供电方向总进线在供电方向反向以后，作为总出线计量。
[0013] 一种采用以上权利要求所述计量技术的环网T接处整体高压电能智能计量装置， 包括设置在环网线路上的环网柜，环网柜内设置总进线，总出线和若干分支线路，在环网柜 的若干分支线路上分别嵌入设置分布式数据采集单元，分布式数据采集单元至少包括电气 连接的高压电流传感器和计量单元，高压电流传感器设置分别设置在分支线路上，高压电 流传感器的输出端连接计量单元；在环网柜的总进线和总出线分别设置传感器式高压电能 计量装置，传感器式高压电能计量装置的高压电压采样装置连接分布式数据采集单元的计 量单元；分布式数据采集单元的计量单元、传感器式高压电能计量装置与通信终端设置之 间相互电气信号连接；分布式数据采集单元的计量单元和传感器式高压电能计量装置设置 连接电源；传感器式高压电能计量装置设置处理装置，处理装置包括逻辑分析模块、异常分 析模块和输出装置，处理装置的通讯端连接通信终端，输出装置设置异常报警提示。
[0014] 所述的分布式数据采集单元的高压电流传感器设置数量与分支线路的数量相等， 所有高压电流传感器的输出端连接计量单元的输入端。
[0015] 所述的高压电流传感器为贯穿式感应线圈，贯穿式感应线圈进行绝缘处理，采用 12/65/110KV 等级。
[0016] 所述的计量单元设置电压误差补偿器。电压误差补偿器对相应分支线数引起的误 差进行补偿。
[0017] 所述的计量单元设置在环网柜的PT室。
[0018] 所述的计量单元与传感器式高压电能计量装置之间通过RS485通信线、无线、 GPRS、自组网或公网之一连接。
[0019] 所述的环网柜的若干分支线路上分别通过检测插头嵌入设置分布式数据采集单 元，检测插头包括管体贯穿连接的被测出入口、测量电压插入孔和电流信号输出端子，管体 设置检流室，检流室内设置分布式数据采集单元的高压电流传感器。被测出入口设置母线， 检流室内设置高压电流传感器，并且从电流信号输出端连接计量单元。高压电流传感器为 磁阻电流传感器。
[0020] 所述的环网柜的总进线和总出线通过电压检测插头设置传感器式高压电能计量 装置的电压检测部分。
[0021] 所述的电气连接根据工况选择485线、无线、GPRS、自组网或公网。通信终端通过 无线通讯连接管理手机，以便于及时将结果、异常、报警等通知管理人员。
[0022] 所述的分布式数据采集单元的高压电流传感器设置数量与分支线路的数量相等， 所有高压电流传感器的输出端连接计量单元的输入端。
[0023] 除了用检测插头以外，高压电流传感器还可以采用：1、贯穿型，适用于新建环网配 电线的环网柜，安装一步到位，提高效率，便于维护；2、卡扣型，适用于新建环网柜或者带电 安装工况，不需要停电安装，提高安装效率和效益；3、钳形适用于带电安装和现场计量，安 装架设方便，不需要停电，不需要转该环网柜，快捷方便。
[0024] 本发明环网T接处整体高压电能智能计量装置所具有的有益效果是：专用于环网 线路T接处或环网柜内T接处实现智能计量，并可把该处多路计量关系根据线路供电方向 进行数据逻辑处理，可实现查处计量异常或计算线损，并可对发现的问题实时处理的方法 和装置。
[0025] 通过在环网配电线的若干T接处上分别设置分布式数据采集单元，实现精确采集 各个节点的用电电流数据，与电压参数一起计算用电量，并且可以与配电线进行统计，尤其 具有：1、检测精度高；2、设置简单容易，便于现有环网的改造；3、由于采用贯穿式线圈采集 数据，自身能耗低；3、绝缘水平高，运行安全稳定。
[0026] 本发明环网T接处整体高压电能智能计量技术所具有的有益效果是：1、可把该处 多路计量关系进行数据处理，计算准确；2、可以无线传输，也可以有线传输，可以利用公网 或者自组网；3、可以监控环网的各条配电线电能数据，排出故障点和异常点。4、查处计量异 常或计算线损，并可对发现的问题实时处理的方法和装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1为本发明的结构示意图；
[0028] 图2为本发明的检测插头的结构示意图；
[0029] 其中：1、测量电压插入孔2、电流信号输出端子3、5、被测出入口 4、检流室。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
[0031] 实施例1 :
[0032] 如图1所示，一种环网T接处整体高压电能智能计量技术，在环网柜的分支线T接 处上分别设置分布式数据采集单元分别采集环网线路各个T接处的电流，将电流信号变换 为微信号传输给计量单元；传感器式高压电能计量装置采集环网柜总进线和总出线的电能 信号，并且将传感器式高压电能计量装置利用电流法采集到的电压信号以微信号形式输送 到计量单元；计量单元利用多路电流信号和一路电压信号进行路数误差补偿和整体计量， 然后将该计量结果传输到传感器式高压电能计量装置的处理装置进行逻辑分析、异常分析 和传输。
[0033] 专用于环网线路T接处（手拉手点）或环网柜内T接处实现智能计量，可把该处 多路计量关系进行数据处理，查处计量异常或计算线损，并可对发现的问题实时处理，利用 传感器式高压电能计量方法原理，实现高压计量监控或保护装置。由于环网线路T接处或 环网柜T接处接口需要一点多路计量监控或保护装置，而这些支路的电压相等，只是电流 不等这一特点，采用电压传感器（电流法）取一路电压多路应用，根据应用路数进行采集、 计量的误差补偿。克服了传统互感器在安全性和准确性上难以保证，存在铁磁谐振和绝缘 事故等隐患，并且运行能耗较低。避免消耗大量的铜铁绝缘材料等资源；现场施工安装难方 便，能解决偷电漏电的检测预警问题。
[0034] 电压信号的取样方法是利用传感器式高压电能计量方法原理，根据T接处电压相 等，把电压分配到计量单元，对相应分支线数引起的误差由电压误差补偿器进行补偿，补偿 后的标准电压信号接入每路计量单元。
[0035] 处理装置进行逻辑分析是指将各个T接处的用电量进行计算和环网柜用电量的 计算、比较，根据供电方向建立各分支线之间相互逻辑关系，异常分析是指当计量数据出现 与逻辑关系不符或者出现逻辑关系上计量数据误差大于设定值时，进行处理，报警提醒窃 漏电。
[0036] 逻辑分析是指利用电量计算公式……Qn+Qa，根据检测到的供电方向 自动转换为正向和反向计算实际用电量，然后计算线损。反向计算是指环网线路中的总出 线和总进线是相对的，按照供电方向总进线在供电方向反向以后，作为总出线计量。
[0037] 实施例2 :
[0038] 一种实现上述技术的环网T接处整体高压电能智能计量装置，包括设置在环网线 路上的环网柜，环网柜内设置总进线，总出线和若干分支线路，在环网柜的若干分支线路上 分别设置分布式数据采集单元，分布式数据采集单元至少包括电气连接的高压电流传感器 和计量单元，高压电流传感器设置分别设置在分支线路上，高压电流传感器的输出端连接 计量单元；在环网柜的总进线和总出线分别设置传感器式高压电能计量装置，传感器式高 压电能计量装置的高压电压采样装置连接分布式数据采集单元的计量单元；分布式数据采 集单元的计量单元、传感器式高压电能计量装置与通信终端之间相互电气连接。
[0039] 分布式数据采集单元的高压电流传感器设置数量与分支线路的数量相等，所有高 压电流传感器的输出端连接计量单元的输入端。传感器式高压电能计量装置设置处理装 置，处理装置包括逻辑分析模块、异常分析模块和输出装置，处理装置的通讯端连接通信终 端，输出装置设置异常报警提示。
[0040] 电气连接根据工况选择485线、无线、GPRS、自组网或公网。通信终端通过无线通 讯连接管理手机，以便于及时将结果、异常、报警等通知管理人员。通信终端还通过无线或 者有线方式连接主站，进行集中监控。
[0041] 高压电流传感器可以是贯穿型适用于新建环网配电线的环网柜，安装一步到位， 提高效率，便于维护；可以是卡扣型，适用于新建环网柜或者带电安装工况，不需要停电安 装，提高安装效率和效益；钳形适用于带电安装和现场计量，安装架设方便，不需要停电，不 需要该转环网柜，快捷方便。
[0042] 高压电流传感器为贯穿式感应线圈，贯穿式感应线圈进行绝缘处理。
[0043] 考虑线路性的特点把内绝缘水平设计为加强型，采用12/65/110KV等级。
[0044] 如图2所示，为了简便实用和设置，设计一个检测插头。环网柜的若干分支线路上 分别通过检测插头嵌入设置分布式数据采集单元，检测插头包括管体贯穿连接的被测出入 口 3、5,测量电压插入孔1和电流信号输出端子2,管体设置检流室4,检流室4内设置分布 式数据采集单元的高压电流传感器。被测出入口设置母线，检流室内设置高压电流传感器， 并且从电流信号输出端连接计量单元。高压电流传感器为磁阻电流传感器。
[0045] 所述的环网柜的总进线和总出线通过电压检测插头设置传感器式高压电能计量 装置的电压检测部分。
【权利要求】
1. 一种环网T接处整体高压电能智能计量技术，其特征在于：在环网柜的分支线T接 处上分别设置分布式数据采集单元分别采集环网线路各个Τ接处的电流，将电流信号变换 为微信号传输给计量单元； 传感器式高压电能计量装置采集环网柜总进线和总出线的电能信号，并且将传感器式 高压电能计量装置利用电流法采集到的电压信号以微信号形式输送到计量单元； 计量单元利用多路电流信号和一路电压信号进行路数误差补偿和整体计量，然后将该 计量结果传输到传感器式高压电能计量装置的处理装置进行逻辑分析、异常分析和传输。
2. 根据权利要求1所述的环网Τ接处整体高压电能智能计量技术，其特征在于：所述 的电压信号的取样方法是利用传感器式高压电能计量方法原理，根据Τ接处电压相等，把 电压分配到计量单元，对相应分支线数引起的误差由电压误差补偿器进行补偿，补偿后的 标准电压信号接入每路计量单元。
3. 根据权利要求1所述的环网Τ接处整体高压电能智能计量技术，其特征在于：所述 的处理装置进行逻辑分析是指将各个Τ接处的用电量进行计算和环网柜用电量的计算、t匕 较，根据供电方向建立各分支线之间相互逻辑关系，异常分析是指当计量数据出现与逻辑 关系不符或者出现逻辑关系上计量数据误差大于设定值时，进行处理，报警提醒窃漏电。
4. 根据权利要求1或3所述的环网T接处整体高压电能智能计量技术，其特征在于： 所述的逻辑分析是指利用电量计算公式Qa= Qi+Q2+Q3……Qn+Qa，根据检测到的供电方向自 动转换为正向和反向计算实际用电量，然后计算线损。
5. -种采用以上权利要求所述计量技术的环网T接处整体高压电能智能计量装置， 包括设置在环网线路上的环网柜，环网柜内设置总进线、总出线和若干分支线路，其特征在 于： 在环网柜的若干分支线路上分别嵌入设置分布式数据采集单元，分布式数据采集单元 至少包括电气连接的高压电流传感器和计量单元，高压电流传感器设置分别设置在分支线 路上，高压电流传感器的输出端连接计量单元； 在环网柜的总进线和总出线分别设置传感器式高压电能计量装置，传感器式高压电能 计量装置的高压电压采样装置连接分布式数据采集单元的计量单元； 分布式数据采集单元的计量单元、传感器式高压电能计量装置与通信终端设置之间相 互电气信号连接；分布式数据采集单元的计量单元和传感器式高压电能计量装置设置连接 电源； 传感器式高压电能计量装置设置处理装置，处理装置包括逻辑分析模块、异常分析模 块和输出装置，处理装置的通讯端连接通信终端，输出装置设置异常报警提示。
6. 根据权利要求5所述的环网T接处整体高压电能智能计量装置，其特征在于：所述 的分布式数据采集单元的高压电流传感器设置数量与分支线路的数量相等，所有高压电流 传感器的输出端连接计量单元的输入端。
7. 根据权利要求5所述的环网T接处整体高压电能智能计量装置，其特征在于：所述 的高压电流传感器为贯穿式感应线圈，贯穿式感应线圈进行绝缘处理，采用12/65/110KV 等级。
8. 根据权利要求5所述的环网T接处整体高压电能智能计量装置，其特征在于：所述 的计量单元设置电压误差补偿器。
9. 根据权利要求5所述的环网T接处整体高压电能智能计量装置，其特征在于：所述 的计量单元与传感器式高压电能计量装置之间通过RS485通信线、无线、GPRS、自组网或公 网之一连接。
10. 根据权利要求5所述的环网T接处整体高压电能智能计量装置，其特征在于：所述 的环网柜的若干分支线路上分别通过检测插头嵌入设置分布式数据采集单元，检测插头包 括管体贯穿连接的被测出入口、测量电压插入孔和电流信号输出端子，管体设置检流室，检 流室内设置分布式数据采集单元的高压电流传感器；高压电流传感器为磁阻电流传感器。
【文档编号】G01R22/00GK104090155SQ201410261675
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】荣博, 杨君, 孙东, 赵静, 丁淑洁 申请人:山东计保电气有限公司