電能計量穩定裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型要解決的問題是提供一種電能計量穩定裝置，包括電能輸出端和輸入端計量裝置，所述電能輸出端與輸入端計量裝置通過電纜連接；其特征在于：所述電能輸出端設有采集接口，所述輸入端計量裝置設有恢復接口，所述采集接口與恢復接口之間通過光纜連接。有益效果在于：通過本實用新型電能計量穩定裝置，將二次輸出的模擬電壓信號就地數字化后，并基于ARM技術將數字光脈沖信號發送，其所包含的信息幾乎是沒有任何衰減和失真，同時改造難度及施工量都比較小，不改變原有線路及布局，同時維護了輸電方與用電方的相關利益。
【專利說明】電能計量穩定裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電力【技術領域】，尤其涉及一種電能計量穩定裝置。
【背景技術】
[0002]電能是一種商品，隨著電力企業的市場化運作，電能計量誤差正越來越受到電網公司的重視。電壓互感器二次壓降誤差，所引起的誤差大多是負誤差，使得供電公司的利益受到嚴重的損失，同時對電力系統安全運行也是一種潛在的威脅因為室外的電壓互感器一般與控制室的電能表相距較遠，其間除連接的二次導線外，還有開關、保險、端子排等電氣元件，這些元件的接觸電阻是隨機變化、不可預測的，在二次回路中引起的壓降較大，且是個動態變量，是產生計量誤差的主要原因。根據《電能計量裝置技術管理規程》DL/T448-2000的規定:“電壓互感器二次回路電壓降，對I類計費用計量裝置，應不大于額定二次電壓的0.25% ;其他計量裝置，應不大于額定二次電壓的0.5%，所以電網每年須投入大量的費用進行降低壓降的改造。
[0003]電壓互感器裝置在變電設備現場，二次電壓需要通過幾十米至幾百米的電纜及各種輔助接點接到控制室，供繼電保護、自動裝置、測量儀表的電壓線圈及電壓回路。由于二次回路電纜導線和各種輔助接點直流電阻的存在，在電纜兩端產生了二次壓降(即電壓互感器二次回路線路壓降，簡稱“二次壓降”)，使負載端電壓低于PT端電壓U伏，產生了幅值(變比)和相角誤差，有些電壓互感器二次回路壓降更是嚴重超標，不僅影響了二次回路的穩定運行，而且直接影響關口電能表計量裝置的準確性，致使電力企業漏計電能，同時對電力系統安全運行也是一種潛在的威脅。
[0004]電壓互感器二次回路線路阻抗一電壓互感器二次回路中含有接線盒、開關、電纜和旋鈕端子等元件，必然存在回路阻抗。從等效阻抗角度分析，電壓互感器二次回路中阻抗分為:自身阻抗和接觸阻抗。自身阻抗部分中電纜的阻抗占主體，其原因是電壓互感器二次回路使用電纜的長度在100米及以上，為此選擇電纜的截面對其阻值具有較大影響；接觸阻抗部分是接線盒、開關和旋鈕端子等元件為實現連接目的產生的接插、旋轉阻抗之和，這部分阻抗隨著環境、時間的變化而變化，具有一定的時變性，比如環境相對濕度增加，將會導致接觸阻抗減小，當接觸點銹蝕后，接觸阻抗又會增大，同時接觸阻抗又會受到人為的影響，比如負責的維修人員定時清理接觸點，這樣接觸阻抗就相對小一些。導線或其它元件的自身電阻屬金屬電阻，長期穩定不變，元件的接觸電阻，其阻值是不穩定的，受接觸點狀態和壓力以及接觸表面氧化等因素的影響，阻值不可避免地發生變化，且這種變化是隨機的，又是不預測的。接觸電阻的阻值在不利情況下，將比二次導線本身的電阻還大，有時甚至大到幾倍。測試中，二次線壓降通常都比計算值大許多，其根本原因就是沒有估計到接觸電阻有如此大的變化。為此，從定性角度可以說，電壓互感器二次回路的總阻抗是變化的，而且這種變化具有隨機性。
[0005]電壓互感器二次回路電流一電壓互感器二次回路阻抗包含線路等效阻抗Zl和儀表等效阻抗ZL，在電勢不變的條件下，二次回路中通過的電流與Zl和ZL有關。電壓互感器二次回路線路等效阻抗Zl是隨機變化的；在實際工作中，電壓互感器二次回路儀表等效阻抗ZL也是變化的，這是由于工作需要增加或減少計量儀表數量而引起的。根據歐姆定律，我們知道電壓互感器的二次回路內通過的電流也是變化的，且具有一定的隨機性。
[0006]電能計量準確與否，直接關系到供電單位和用戶單位的利益，也關系到電力工業生產的經濟效益及技術經濟指標監督考核工作的正常開展。因此，合理計費、降低損耗、節約能源，提高勞動生產率，都有賴于電能計量準確度的提高。電能計量裝置的準確性，是涉及電業單位經濟效益的重要環節，隨著電網經濟效益更重視以及分時電量考核的實施，對電能計量的準確性提出更高的要求。作為導致電能計量裝置誤差的重要因素之一的PT 二次壓降問題，應引起供電單位的足夠重視。
[0007]由數據計算和實踐證明得出:二次回路電壓降過大，是導致電能計量誤差增大的關鍵所在，不解決壓降過大的問題就根本無法實現準確計量。據不完全調查和實際現場測試結果顯示，目前PT 二次回路壓降是一個“老大難問題”，“老”在有了電能計量裝置就有了這個問題，可至今仍沒完全解決；“大”在有相當多的電能計量裝置的PT 二次回路壓降超差，有的超過允許值的幾倍甚至更大；“難”在改造難，有的PT 二次接有很多設備，二次的負荷很重，即使把PT 二次回路的導線截面積增加到16M2仍沒達到要求。
[0008]根據電能計量裝置管理規程DL/T448-2000的規定，電壓互感器二次回路壓降，對I類用于貿易結算的電能計量裝置(其對象包括月平均用電量500萬千瓦及以上變壓器容量為10000KVA及以上的高壓計費用戶、電網經營企業之間的電量交換點、省級電網經營企業與其供電企業的供電關口計量點的電能計量裝置)和II類用于貿易結算的電能計量裝置(其對象包括月平均用電量100萬千瓦及以上變壓器容量為2000KVA及以上的高壓計費用戶、供電企業之間的電量交換點的電能計量裝置)中電壓互感器二次回路電壓降應不大于額定二次電壓的0.2% ;其他類別計量裝置應不大于額定二次電壓的0.5%
[0009]所以從計量裝置的準確度來考慮，進行電壓互感器二次回路的壓降改造是非常有必要的。
[0010]現有技術中對解決上述問題有如下幾種方式:
[0011]減小線路阻抗法:減小線路電阻是比較實在的辦法，它優點在于，系統簡單，誤差只會是儀表側電壓值小于PT側電壓值，誤差范圍小。可靠性強。但是因為傳輸線路的寄生電感電容的存在，此方法無法將誤差減小到理想值，即不能保證二次壓降始終不大于電壓互感器二次出口電壓的0.25%要求。
[0012]采用專用計量回路:采用專用的電壓互感器二次計量繞組，避免繼電保護、測量回路對計量回路的影響；采用專用的計量二次電纜及專用的開關、熔斷器和接線端子等。此措施可從設備配置的角度減少了電壓互感器二次回路電壓降，但由于還存在導線、開關、熔斷器和接線端子等設備，因它們的接觸電阻較大造成的PT 二次壓降較大，難于滿足對I類電能計量裝置中電壓互感器二次回路電壓降應不大于其額定二次電壓的0.25%的要求。
[0013]將電度表調快法:根據一次回路消耗電能的有功分量及無功分量計算出的平均，以及測得的PT 二次導線壓降，可以計算得出PT 二次導線壓降所引起的電能計量誤差值，將電度表調快，用以抵消二次導線壓降所引起的負誤差。但是當變化過大或過大時，均不宜采用此法，同時，此措施在電能計量管理規定上是不允許的，并且由于壓降具有實時變化的特點。[0014]補償法:采用電壓誤差補償器來補償二次導線壓降引起的比差和角差，其原理是在二次回路中加入一個補償電壓，用以補償二次導線壓降引起的比差和角差。產生這個補償電壓的裝置有多種:定值補償器、電流跟蹤式補償器、電壓跟蹤式補償器。此類方法的缺點是其補償效果難以評估，容易過補償，從計量的可朔源角度來看，存在原理性的缺陷，無法使用戶信服。
[0015]取消PT 二次回路的開關、熔斷器、端子排等:此措施可避免開關、熔斷器、端子排的接觸電阻造成的PT 二次壓降，但取消開關、熔斷器設備后，計量二次回路的失去故障保護，后果嚴重。
[0016]將電能表裝在PT 二次側出口外:改造難度及工程量較大，計量屏的工作溫度難以保證，破壞現有變電站布局，存在維護不方便等問題。
[0017]定期維護:對刀開關、輔助開關、熔斷器、端子的接觸部分進行打磨，或取消這些元件。采用“打磨”方案增加了對PT二次回路維護工作量，采用取消熔斷器等元件方案不利于PT的安全運行。
[0018]補償電容:在主控室電能表屏處集中或每個電能表外加裝靜止補償電容，以補償PT 二次回路的感性電流，PT 二次壓降亦隨之下降，此辦法投資較省，但在實際操作上有一定困難，效果不明顯。
實用新型內容
[0019]本實用新型要解決的問題是提供一種電能計量穩定裝置。
[0020]本實用新型的技術方案如下:一種電能計量穩定裝置，包括電能輸出端和輸入端計量裝置，所述電能輸出端與輸入端計量裝置通過電纜連接；其特征在于:所述電能輸出端設有采集接口，所述輸入端計量裝置設有恢復接口，所述采集接口與恢復接口之間通過光纜連接；
[0021]所述采集接口包括模數轉換器、第一光電轉換器和第一光纜插口 ；所述模數轉換器與電能輸出端電連接，所述模數轉換器將二次輸出的模擬電壓信號轉換為數字信號；所述模數轉換器與第一光電轉換器電連接，第一光電轉換器將模數轉換器轉換出的數字信號轉換為數字光脈沖信號；所述第一光電轉換器與第一光纜插口電連接；
[0022]所述恢復接口包括第二光纜插口、第二光電轉換器和數模轉換器；所述第二光纜插口通過光纜與第一光纜接口線路連接；所述第二光電轉換器與第二光纜插口電連接，并將第二光纜插口導出的數字光脈沖信號轉換為數字信號；所述第二光電轉換器與數模轉換器電連接，數模轉換器將第二光電轉換器導出的數字信號重新轉換為模擬電壓信號。
[0023]進一步，所述采集接口還包括信號調理器，進行信號的除雜工作。
[0024]進一步，所述恢復接口還包括信號放大器，以滿足輸入端計量裝置的計量要求。
[0025]本實用新型的有益效果在于:通過本實用新型電能計量穩定裝置，將二次輸出的模擬電壓信號就地數字化后，并基于ARM技術將數字光脈沖信號發送，其所包含的信息幾乎是沒有任何衰減和失真，同時改造難度及施工量都比較小，不改變原有線路及布局，同時維護了輸電方與用電方的相關利益。
【專利附圖】
【附圖說明】[0026]圖1為本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做出簡要說明。
[0028]如圖1所示，一種電能計量穩定裝置，包括電能輸出端和輸入端計量裝置，所述電能輸出端與輸入端計量裝置通過電纜連接；所述電能輸出端設有采集接口，所述輸入端計量裝置設有恢復接口，所述采集接口與恢復接口之間通過光纜連接；
[0029]所述米集接口包括信號調理器、模數轉換器、第一光電轉換器和第一光纜插口 ；所述信號調理器進行信號的除雜工作；所述模數轉換器與電能輸出端電連接，所述模數轉換器將二次輸出的模擬電壓信號轉換為數字信號；所述模數轉換器與第一光電轉換器電連接，第一光電轉換器將模數轉換器轉換出的數字信號轉換為數字光脈沖信號；所述第一光電轉換器與第一光纜插口電連接；
[0030]所述恢復接口包括第二光纜插口、第二光電轉換器、數模轉換器和放大器；所述第二光纜插口通過光纜與第一光纜接口線路連接；所述第二光電轉換器與第二光纜插口電連接，并將第二光纜插口導出的數字光脈沖信號轉換為數字信號；所述第二光電轉換器與數模轉換器電連接，數模轉換器將第二光電轉換器導出的數字信號重新轉換為模擬電壓信號。所述信號放大器滿足輸入端計量裝置的計量要求，放大至的57.7v或IOOv給電能表作為輸入信號。
[0031]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【權利要求】
1.一種電能計量穩定裝置，包括電能輸出端和輸入端計量裝置，所述電能輸出端與輸入端計量裝置通過電纜連接；其特征在于:所述電能輸出端設有采集接口，所述輸入端計量裝置設有恢復接口，所述采集接口與恢復接口之間通過光纜連接； 所述采集接口包括模數轉換器、第一光電轉換器和第一光纜插口 ；所述模數轉換器與電能輸出端電連接；所述模數轉換器與第一光電轉換器電連接；所述第一光電轉換器與第一光纜插口電連接； 所述恢復接口包括第二光纜插口、第二光電轉換器和數模轉換器；所述第二光纜插口通過光纜與第一光纜接口線路連接；所述第二光電轉換器與第二光纜插口電連接；所述第二光電轉換器與數模轉換器電連接。
2.根據權利要求1所述一種電能計量穩定裝置，其特征在于:所述采集接口還包括信號調理器。
3.根據權利要求1所述一種電能計量穩定裝置，其特征在于:所述恢復接口還包括信號放大器。
【文檔編號】G01R11/00GK203396802SQ201320300593
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月28日 優先權日:2013年5月28日
【發明者】趙梅, 王立波 申請人:天津市匯峰工程設計咨詢有限公司