一種六相供電設備的能耗計量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種六相供電設備的能耗計量裝置，包括多個電壓互感器；第一電壓互感器和第二電壓互感器的原邊繞組均接入六相供電設備三角形繞組輸出端和第一整流電橋之間，第三電壓互感器和第四電壓互感器的原邊繞組均接入六相供電設備星形繞組輸出端和第二整流電橋之間；所述第一電壓互感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器的副邊繞組分別對應與第一電能表、第二電能表、第三電能表、第四電能表連接；所述六相供電設備三角形繞組輸出端的A相和C相分別接有第一電流互感器和第二電流互感器。本實用新型可簡單方便地獲取此類設備的能耗數據，以利于用能企業提升精益管理和節能公司、設備廠商推廣新型節能產品。
【專利說明】
一種六相供電設備的能耗計量裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及工業領域大功率整流設備電能消耗的計量方法及裝置，特別是一 種采用特種變壓器六相工頻交流供電設備的能耗計量裝置。
【背景技術】
[0002] 在當前能源枯竭和環境污染的嚴峻形勢下，全世界都在大力提倡節能減排，各類 設備廠商都在不斷推廣應用新型節能設備，還有節能公司采用合同能源管理模式對用戶的 高能耗設備進行更換或改造，其基礎工作之一就是要準確地計量出各類設備在運行過程中 實際消耗的能源數量。
[0003] 目前大部分用電設備都采用三相三線、三相四線、單相交流供電或直流供電模式， 分別對應三相三線、三相四線、單相交流電能和直流電能幾種計量方式，所用計量器具的制 造技術已經很成熟并已形成標準系列產品。但在工業領域還有一些大型用電設備采用六相 輸出的特種變壓器(整流變)供電，如直流電源、大型電機和中頻電磁感應爐等，其電源各相 之間相位差為60°，這種供電模式中負載電流經整流變換成12脈波直流電源，則可避免對電 網產生5次和7次諧波污染，且由六相電源平均分配負載，可減少單一電源的負擔以提高供 電能力。
[0004] 以國產某IGBT型六相中頻爐電能消耗為例，如圖1中整流變壓器To，一般有三側接 頭，即三相三線制高壓IOkV電源輸入，輸出有三相四線制低壓380V、六相六線制或六相七線 制中壓，六相六線制或六相七線制輸出相間電壓主要有950V、750V、660V和575V等幾種。目 前針對六相六線制或六相七線制輸出，由于接線和電壓等級特殊，有些沒有采取計量計算 能耗。部分采取了計量措施，其方式是采用三相三線制高壓側和三相四線制低壓側電能分 別計量，高壓側電量減去低壓側電量以及變壓器損耗(經驗值)之后，即間接得到六相電能 消耗值。這種間接計量方式存在準確度不高、裝置復雜和成本較高的缺點。
[0005] 因此有必要研究一種六相電能測量的新方法，并開發相應的裝置實現直接、準確、 低成本的電能計量，以利于能耗量的對比認定和節能設備的推廣。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種六相供電設備 的能耗計量裝置。
[0007] 為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種六相供電設備的能 耗計量裝置，包括多個電壓互感器;第一電壓互感器和第二電壓互感器的原邊繞組均接入 六相供電設備三角形繞組輸出端和第一整流電橋之間，第三電壓互感器和第四電壓互感器 的原邊繞組均接入六相供電設備星形繞組輸出端和第二整流電橋之間;所述第一電壓互感 器、第二電壓互感器的副邊繞組接入第一電能表;第三電壓互感器、第四電壓互感器的副邊 繞組接入第二電能表;所述六相供電設備三角形繞組輸出端的A相和C相分別接有第一電流 互感器和第二電流互感器;所述六相供電設備星形繞組輸出端的A相和C相分別接有第三電 流互感器和第四電流互感器;所述第一電流互感器、第二電流互感器接入第一電能表;第三 電流互感器、第四電流互感器接入第二電能表;所述第一電能表、第二電能表均與單片機連 接;單片機系統同步采集第一電能表、第二電能表的數據，并分析計算進行累加，得到六相 電量。
[0008] 所述六相供電設備星形繞組輸出端的地線接工頻電源變壓器的副邊和地。
[0009] 所述六相供電設備星形繞組輸出端的地線和星形繞組輸出端C相分別與第五電壓 互感器原邊繞組兩端連接;所述第五電壓互感器副邊繞組接第二電能表;所述六相供電設 備星形繞組輸出端的B相接有第五電流互感器;所述第五電流互感器與第二電能表連接。 [0010] 所述第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第四電流互感器、第五 電流互感器均為低壓穿芯式電流互感器，所有電流互感器的導線外均套有熱縮絕緣管。 [0011] 所述第一電壓互感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器、第五 電壓互感器均為半澆注戶內型的電壓互感器。
[0012] 所述第一電壓互感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器、第五 電壓互感器的一次電壓為500V~1000V，通過二次繞組，所述第一電壓互感器、第二電壓互 感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器、第五電壓互感器的二次線電壓選擇為75V~115V。
[0013] 所述第一電能表、第二電能表、第三電能表、第四電能表均與單片機連接;所述單 片機通過4G通訊卡、天線與遠程服務器傳輸數據和時鐘校對。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為:本實用新型可簡單方便地獲 取六相供電設備的能耗數據，以利于用能企業提升精益管理和節能公司、設備廠商推廣新 型節能產品。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型測量六相六線制供電設備能耗的電氣原理圖；
[0016] 圖2為本實用新型測量六相七線制供電設備能耗的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0017] 附圖1為本實用新型測量六相六線制供電設備能耗的電氣原理圖。整流變壓器T0 為IOkV輸入，輸出為380V和六相，六相輸出相間電壓主要有950V、750V、660V和575V等幾種， 六相輸出中六1^2』1』2、(：1、02之間相位差為60°，經整流電橋〇 1、〇2變換成12脈波的直流電 流，以減少諧波污染。工頻電源變壓器T1用于將特殊電壓變換成常規220V，以作為系統中其 它裝置的工作電源，FS^DK 1用于T1S流保護和開關控制。
[0018]電壓互感器TVi-TV4將一次線電壓轉換成測量用的二次電壓，電壓互感器TVi- TV4二次負載為電能表EM^EM2的電壓線圈。電流互感器TA1-TA4將一次大電流轉換成測量用 的二次電流，所接二次負載為電能表EM 1、EM2的電流線圈，經互感器轉換的二次電壓和二次 電流接入電能表EM^EM2。電壓互感器TV 1-TV2、電流互感器TAi-TA2、電能表EM1和電壓互感 器TV 3-TV4、電流互感器TA3-TA4、電能表EM2分別組成兩套三相三線制兩元件電能計量裝 置。電能表EM^EM 2通過RS485現場通訊總線接入單片機系統，電能表EM^EM2測量三相電壓、 電流、頻率、功率、相位、功率因數和電能量等電力參數，單片機系統對六相的電力參數進行 采集、分析、計算和存儲等處理，將電能表EM^EM 2采集的電量累加即可得總電能量，以及六 相電壓、電流、頻率、功率、相位、功率因數等參數。
[0019] 電能表EMhEM2兩臺常規電子式電能表，其規格為3 X 100V、3 X 5A，準確度等級為 0.5S級，電壓測量范圍為0.7~1.2倍參比電壓，電流測量范圍為0~1.2倍參比電流。
[0020] 電能表接入單片機系統，可通過按鍵和LCD顯示器等進行人工操作和信息顯示，也 可通過4G通訊卡、天線與遠程服務器傳輸數據和時鐘校對。
[0021] 圖2為本實用新型測量六相七線制供電設備能耗的電氣原理圖，電壓互感器TV1-TV2、電流互感器TA 1-TAh電能表EM1組成一套三相三線制兩元件電能計量裝置。電壓互感 器TV3-TV 5、電流互感器TA3-TA5、電能表EM2組成一套三相四線制電能計量裝置。
[0022] 電能表EM2為3X100/·^V、3X5A,準確度等級為0·5S級，電壓測量范圍為0·7~ 1.2倍參比電壓，電流測量范圍為0~1.2倍參比電流;工頻電源變壓器一次所接為相電壓。
[0023] 電壓互感器TVi-TV*的一次電壓為500V~1000V，通過二次繞組l〇〇/V^V、l〇〇V的 選擇75V~115V的二次線電壓。電壓互感器TV1-TV4測量準確度等級為0.2級，二次容量為 2.5￥4。額定一次電壓為1〇〇〇/力￥，額定二次電壓為1〇〇/#￥、1〇〇￥，額定二次容量為 2.5VA，準確度等級為0.2級。為了保證接入電能表的電壓符合要求，針對幾種典型一次電壓 和不同計量方式選用電壓互感器變比的方法如表1、2。
[0024]表1三相三線制計量方式電壓互感器的參數選擇
[0026]表2三相四線制計量方式電壓互感器的參數選擇
[0029] 電流互感器TA1-TA4為常規低壓穿芯式電流互感器，額定電壓為0.66kV，額定一次 電流的確定應保證實際負載電流在其30%~60%范圍之內，額定二次電流為5A，額定二次 容量為3.75VA，準確度等級選0.5S級。根據一次電流選擇不同的規格，將一次大電流轉換成 5A左右的二次電流，測量準確度等級為0.5S級，二次容量為3.75VA。
[0030] 為提高電流互感器TA1-TA4絕緣等級，在電流互感器穿芯部分加入IOkV薄型聚乙 烯熱縮套管，以提高其絕緣等級。現場安裝時，先在導線待安裝位置套上1段薄型聚乙烯材 料的IOkV熱縮絕緣管，并用熱風機加熱緊貼導線以增強耐電壓性能，再將電流互感器固定 好。
[0031] 各類計量裝置的準確度等級按表3進行配置，以保證整套裝置的有功電能計量綜 合誤差小于±1.5%、無功電能計量綜合誤差小于±3%。
[0032] 表3各類計量裝置準確度等級配置要求
【主權項】
1. 一種六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，包括多個電壓互感器;第一電壓互 感器和第二電壓互感器的原邊繞組均接入六相供電設備三角形繞組輸出端和第一整流電 橋之間，第三電壓互感器和第四電壓互感器的原邊繞組均接入六相供電設備星形繞組輸出 端和第二整流電橋之間；所述第一電壓互感器、第二電壓互感器的副邊繞組接入第一電能 表;第三電壓互感器、第四電壓互感器的副邊繞組接入第二電能表;所述六相供電設備三角 形繞組輸出端的A相和C相分別接有第一電流互感器和第二電流互感器;所述六相供電設備 星形繞組輸出端的A相和C相分別接有第三電流互感器和第四電流互感器;所述第一電流互 感器、第二電流互感器接入第一電能表；第三電流互感器、第四電流互感器接入第二電能 表;所述第一電能表、第二電能表均與單片機連接。2. 根據權利要求1所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述六相供電設 備星形繞組輸出端的地線接工頻電源變壓器的副邊和地。3. 根據權利要求2所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述六相供電設 備星形繞組輸出端的地線和星形繞組輸出端C相分別與第五電壓互感器原邊繞組兩端連 接;所述第五電壓互感器副邊繞組接第二電能表;所述六相供電設備星形繞組輸出端的B相 接有第五電流互感器;所述第五電流互感器與第二電能表連接。4. 根據權利要求3所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述第一電流互 感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第四電流互感器、第五電流互感器均為低壓穿芯 式電流互感器，所有電流互感器的導線外均套有熱縮絕緣管。5. 根據權利要求3所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述第一電壓互 感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器、第五電壓互感器均為半澆注戶 內型的電壓互感器。6. 根據權利要求4所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述第一電壓互 感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第四電壓互感器、第五電壓互感器的一次電壓為 500V~1000V，通過二次繞組，所述第一電壓互感器、第二電壓互感器、第三電壓互感器、第 四電壓互感器、第五電壓互感器的二次線電壓選擇為75V~115V。7. 根據權利要求1所述的六相供電設備的能耗計量裝置，其特征在于，所述單片機通過 4G通訊卡、天線與遠程服務器進行數據傳輸和時鐘校對。
【文檔編號】G01R22/06GK205427037SQ201520965583
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月27日
【發明人】萬全, 楊旭, 張允 , 向華, 劉瀟瀟, 易浩波, 羅志坤, 陳紹藝, 何軍民, 李光, 陸新潔
【申請人】國網湖南節能服務有限公司