一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电能质量在线监测和电能计量技术领域，特别涉及一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置。
【背景技术】
[0002]由于电力网络扩展以及互联、大型联合电网的出现，电网结构越来越复杂，用户对用电质量要求越来越高，使得供电部门对用电质量更加的重视；但现有各电压无功调控设备仅依据安装测量点的测量值进行各自为政的独立控制已无法满足实际需求。
[0003]由于配电网运行多变，以及各类新能源及分布式电源渗透接入，在现有的监测设备性能条件下，无法在运行中快速增加测量监测点，使得线损的有效监测统计及管理将会变得愈发困难。
[0004]由于用户对供电可靠性要求越来越高，停电施工越来越难，以及监测诊断必须满足快速灵活组网和大数据的需求，市场极其需要高压侧可带电快速安装，且可靠性和准确度高的高压电能质量监测设备。另外，从防窃电减低管理线损的角度看，高压侧加装具备电能计量功能的监测设备，也是防窃电非常有效的方式。
[0005]电网中目前应用的主要高压计量装置和设备主要有两种，均无法不断线不停电的带电安装，除此以外，还主要存在以下问题:
[0006]—是高压电磁式计量箱，一般采用两元件电磁式互感器的设计，由于电磁式互感器具有“铁磁谐振、容易磁饱和、以及自身损耗大”等缺点，若在干线支路等主要馈线上大量安装将会降低电网运行的安全经济性。另外，高压电磁式计量箱的二次信号需要二次转换才能供低压电量仪表使用，因此增加了测量的二次综合误差，降低了准确度。
[0007]二是高压电能表，一般仍采用两元件设计，用途限于电能计量，尚无法满足至如电能质量等更多用途的电气量测量、以及配电自动化量测领域。另外，一部分高压电能表仍采用电磁式互感器，除部分产品采取通过提高匝数比规避了信号二次转换外，上述高压电磁式计量箱存在的问题其仍然存在。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于为克服已有技术的不足之处，提供一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置，该装置无需停电和断线安装，适用于户内户外环境，具有电能质量监测和电能计量的功能，以及测量范围和响应频带宽、在较宽的工作温度范围下准确度高的特性。
[0009]本实用新型提出的一种可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置，其特征在于，该装置包括:三组电流电压采集单元、CPU模块、低压侧电压供能电源模块及无线通信模块；每组电流采集单元均分别与CPU模块和低压侧电压供能电源模块相连，低压侧电压供能电源模块及通信模块分别与CPU模块相连。
[0010]所述每组电流采集单元均包括高压等电位开口电流互感器、高压等电位电流信号采集模块、高压等电位电压取能电源模块、电子式电压互感器、电容型取能互感器及电压信号采集模块；其中，高压等电位开口电流互感器输出端、高压等电位电压取能电源模块输出端分别与高压等电位电流信号采集模块输入端相连，电子式电压互感器输出端与电压信号采集模块输入端相连；电容型取能互感器输出端分别与高压等电位电压取能电源模块输入端和低压侧电压取能电源模块输入端相连，高压等电位电流信号采集模块与CPU模块双向相连，电压信号采集模块的输出端和输入端分别与低压侧电压取能电源模块、CPU模块相连。
[0011 ] 所述装置还包括三个高压电路屏蔽盒、三个套管、三根信号光纤、六个熔断器、一个金属箱体；三个高压电路金属屏蔽盒内分别放置一组电流电压采集单元的高压等电位电流信号采集模块和高压等电位电压取能电源模块，一个金属箱体内放置三组电流电压采集单元的其它器件，包括电子式电压互感器、电容型取能互感器、电压信号采集模块，以及CPU模块和低压侧电压取能电源模块；三个高压电路金属屏蔽盒通过三个套管与金属箱体相连；六根熔断器，其中三个熔断器上端分别通过三个高压电路金属屏蔽盒和三个套管中的金属管臂相连，三个熔断器下端分别与三组电流电压采集单元的三个电子式电压互感器相连，另外三个熔断器上端分别通过三个套管中金属管内的电极与三组电流电压采集单元的三个高压等电位电压取能电源模块，三个熔断器下端分别与三组电流电压采集单元的三个电容型取能互感器高压极相连；三根信号光纤穿过三个套管分别将三组电流电压采集单元的三个高压等电位电流信号采集模块与CPU模块相连。
[0012]本实用新型的特点:
[0013]本实用新型的可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置中电流和电压互感器均为三元件设计；其中电流互感器为开口或开启式的高压等电位设计，电流采集模块和为其供能的电源模块直接工作在高压侧；电压互感器采用电子式互感器；每相另外加装一支高压电容分压器作为电压取能型互感器，负责为每相的高压侧电路模块和低压侧电路模块同时供能；电压互感器和电压取能型互感器通过电流互感器和高压侧工作电路模块外的等电位金属屏蔽壳取压；电流互感器信号经高压侧采集模块数字化处理后经光纤传输至CPU模块中，电压互感器信号在低压侧经电压采集模块数字化处理后也传输至CPU模块，CPU模块负责电流电压信号的同步处理及计算，计算结果最后经通信模块传输至远端；另外，通信模块除可收发远程信号外，还可收发近距离信号，以完成与就近设备的通信。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0015]1、可带电安装满足供电可靠性的要求，且有利于大量布点和快速组网；
[0016]2、无二次接线，将高压等电位电流互感器卡装至高压母线上，也即同时完成了电流、电压测量和供能取压；
[0017]3、电流互感器高压侧等电位运行简化了绝缘设计；
[0018]4、电流电压互感器均为无磁饱和和铁磁谐振，且测量范围宽、准确度高、低温漂，可同时满足测量、计量和保护的准确度要求，以及宽额定电流变比的需求；
[0019]5、采用互感器三元件设计，测量准确度优越于两元件设计的同时，不增加线路无功和不平衡电流，满足电网运行对安全经济性的要求；
[0020]6、电容分压供能方式可同时满足高低压侧的电路供能，确保供能无死角；
[0021]7、电流电压信号回路无二次转换，或用光数字信号传输采样，有效提高了整体计量准确度。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型整体结构及工作原理框图。
[0023]图2为本实用新型实施例总体结构示意图。
[0024]图3为本实用新型的高压等电位电流采样模块实施例组成框图。
[0025]图4为本实用新型的高压等电位电压取能电源模块实施例电路原理图。
[0026]图5为本实用新型的电容型取能互感器的实施例电路图。
[0027]图6为CPU模块及通信模块的实现方式框图。
【具体实施方式】
[0028]为了达到上述目的，本实用新型提供的可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置结合附图及实施例详细说明如下；
[0029]本实用新型提供的可在高压侧带电装拆的电能质量监测和电能计量装置如图1所示，包括:三组电流电压采集单元、CPU模块12、低压侧电压供能电源模块14及无线通信模块13 ;每组电流采集单元均分别与CPU模块12和低压侧电压供能电源模块14相连，低压侧电压供能电源模块14及通信模块13分别与CPU模块12相连。所述每组电流采集单元均包括高压等电位开口电流互感器1、高压等电位电流信号采集模块2、高压等电位电压取能电源模块3、电子式电压互感器8、电容型取能互感器9及电压信号采集模块11 ;其中，高压等电位开口电流互感器I输出端、高压等电位电压取能电源模块3输出端分别与高压等电位电流信号采集模块输入端2相连，电子式电压互感器8输出端与电压信号采集模块11输入端相连；电容型取能互感器9输出端分别与高压等电位电压取能电源模块输入端3和低压侧电压取能电源模块输入端14相连，高压等电位电流信号采集模块2与CPU模块12双向相连，电压信号米集模块的输出端和输入端11分别与低压侧电压取能电源模块14、CPU模块12相连。
[0030]本实用新型装置的工作原理为:高压等电位开口电流互感器I采集母线的电流，输出与母线电流成一定关系的二次信号，送到高压等电位电流采样模块2进行数字化处理，然后送到CPU模块12 ;电子式电压互感器8输出与母线电压成一定关系的二次信号，送到电压信号采样模块11进行数字化处理，然后送到CPU模块12。CPU模块12对收到的电流电压数字信号进行频谱变换后得到电压电流有效值、电压电流角度、谐波含量、频率、功率等电能质量参数及有功电能、无功电能等计量结果，结果最后通过通信模块13发送出去。
[0031]本装置具体实施还包括三个高压电路屏蔽盒4、三个套管5、三根信号光纤6、六个熔断器10、一个金属箱体7 ;三个高压电路金属屏蔽盒4内分别放置一组电流电压采集单元的高压等电位电流信号采集模块2和高压等电位电压取能电源模块3，一个金属箱体7内放置三组电流电压采集单元的其它器件，包括电子式电压互感器8、电容型取能互感器9、电压信号采集模块11，以及CPU模块12和低压侧电压取能电源模块14 ;三个高压电路金属屏蔽盒4通过三个套管5与金属箱体7相连；六根熔断器，其中三个熔断器上端分别通过三个高压电路金属屏蔽盒4和三个套管5中的金属管臂相连，三个熔断器下端分别与三组电流电压采集单元的三个电子式电压互感器8相连，另外三个熔断器上端分别通过三个套管5中金属管内的电极与三组电流电压采集单元的三个高压等电位电压取能电源模块3，三个熔断器下端分别与三组电流电压采集单元的三个电容型取能互感器9高压极相连；三根信号光纤6穿过三个套管5分别将三组电流电压采集单元的三个高压等电位电流信号采集模块2与CPU模块12相连，如图2所示；
[0032]本实用新型的实施例结构及各部件的功能及【具体实施方式】分别详细