[发明专利]一种双通道数据冗余的高电压电能直接计量装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于电能计量技术领域，具体涉及一种高压三相电能计量装置和方法，特别涉及到一种高电位计量以及具有数据冗余和高低压之间通信冗余特点的电能计量装置。

背景技术

现在已有的高电压电能计量方法有很多种，大致分为以下三类，但都存在一些问题：

第一类，分别用传统电磁型电流、电压互感器将高电压、大电流降低成为通用的低电压、小电流（例如：额定电压100伏,额定电流5安或1A），然后用低压电能表进行电能计量。这种技术的优点在于：它是一种经典的技术，产品质量稳定。它的缺点主要有：耗费大量材料特别是有色金属、无法整体检验误差、容易发生铁磁谐振事故、计量准确度低，低压表计同电流互感器、电压互感器分离，容易发生接线错误，造成电量错记、漏记。特别是不容易避免窃电活动的发生。

第二类，用非传统的电压和电流信号传感器替代传统电磁型互感器，同低压电能表一起构成电能计量装置。现在的多家高压电能表就使用这个原理制成的。这一类技术的特点是，电能计量的信号采集、数据处理和通信都是在低压侧完成的。它的优点在于电流、电压信号传感器小型化，以及传感器与低压电能表一体化，这可以节省材料和减小体积。它的缺点在于，这种技术在本质上与传统的技术原理是一样的。技术并没有本质的进步，且数据易丢失。

第三种，将非传统电流、电压信号传感器置于高电位端，在高压侧获取A、B、C三相的电压和电流信号。使用计算机芯片和电子线路构造成的电能计量单元，分别在高电位端对各相电流、电压进行信号处理和计算，得到每相的电能量。最后，对三相各自的电能量进行总加得到三相电能计量结果。这种技术的主要特点是：电能计量的信号采集、数据处理和通信都是在高压侧完成的。它可以大幅节省金属材料，很容易实现一体化整体校验，得到整体误差。它的缺点在于：三相电能计量是由在A、C相单独进行的电能计量传导至B相做总加完成的。这将会导致相间光纤通信通道的增加。除了增加生产制造成本外，这种结构还会增加高压电能表的故障发生概率。

以上是依照所谓“三表法”进行计量的。对中心点不接地系统，还可以利用“两表法”完成三相电能计量。这种技术的主要特点是：少用一个电流互感器、电压互感器和计量单元，比三表法更节省金属材料。

专利申请号为200810002310.1的《高压电能直接计量系统和方法》电流采集模块分别位于A、C相，与A、C相同电位，计量单元分为两部分，分别位于A、C相，然后在B相进行综合累加，并同低压终端通信。该方案是采用单通道模式并且数据只存储一次，一旦发生高低压之间的通讯中断数据就传送不下来。

发明内容

本发明的目的是要解决上述的技术问题，提供一种双通道数据冗余的高电压电能直接计量装置。分别在A、C两相测量电压、电流和分相电能，然后将数据传给对方，数据经过处理总加得到合相电能后，两相分别向低压端传输数据，确保双通道传输，计量与数据处理都在高电位进行。从而避免现有的电能计量方法存在的问题和不足。

本发明是这样实现的：

一种双通道数据冗余的高电压电能直接计量装置，包括两个电流信号传感器、两个金属屏蔽盒和两个电压信号传感器，金属屏蔽盒内为由工作电源、电能计量单元及通信模块组成的高电压计量装置，电流信号传感器和电压信号传感器都与电能计量单元连接，两个电能计量单元之间通过光纤连接；工作电源分别与电压信号传感器和电能计量单元连接；电能计量单元通过通信模块将数据传输到显示终端。

更进一步的方案是：所述的双通道数据冗余的高电压电能直接计量装置设置在一个绝缘外壳内部，并且绝缘外壳内部填充有绝缘材料。

更进一步的方案是：所述的通信模块通过光纤、无线、红外或GPRS或其组合传输数据到显示终端。

更进一步的方案是：所述的电压信号传感器使用电磁式电压互感器，或使用非铁磁型传感器。

更进一步的方案是：所述的非铁磁型传感器为电容传感器或电阻传感器或阻容传感器。

本发明的另一个目的在于提供一种双通道数据冗余的高电压电能直接计量方法，具体如下：

一种双通道数据冗余的高电压电能直接计量方法，使用前述的双通道数据冗余的高电压电能直接计量装置，并具体包括：

将三相交流电的A相和C相确定为指定相、三相交流电的B相确定为基准相，采用两表法原理测量三相电能的方法，在高压侧测量三相电能量，具体步骤如下：

步骤1、电能计量单元使用A、C两相电流作为电流输入信号；

步骤2、电能计量单元使用AB、BC相间电压作为电压输入信号；