三相电能表制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电力测量装置，特别是一种三相电能表。本实用新型专利技术通过电流检测单元、电压检测单元分别检测获得各相的线电流和线电压，再统一传送到所述电能测算单元中，由所述电能测算单元进行电能累计计算，在未提高硬件成本的前提下，消除由三相负载电流不平衡引起的原理性误差，极大地提高了测算结果的准确性，此外，采用检测作用于分压器上的电流的方式，实现对线电压的测量，可以无需使用电压互感器，使电能表本身不但具有较低的复杂度，还进一步降低高压线路电能测算的准确度，能够在高压电网的电能检测中得到更好的应用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力测量装置，特别是一种三相电能表。技术背景 电能是国民经济中使用的最基本的能源，电能产业在国民经济总产值GDP中占10％以上。电能是一种即生即用的商品，在我国每年发电总量超过2万亿千瓦时，都即时地被用户消费，用户用电量通过电能表计量。居民用电由单相供电，使用单相电能表计量，居民的消耗大约占总电量的10％。占供电量90％以上的工矿、企业、事业单位等大用户均采用三相供电，所以三相电能表是用电结算中最重要的电能计量器具。一些大的用户还需要高压供电，同时还存在电力生产、电力传输企业间的电量结算，需要更高高压的网口高压电能表。 传统的三相电能表有两大类一类是三相四线制，一类是三相三线制。 典型的三相四线制电网中三相电能表的原理如图1中所示。三相四线电能表实际上由三个分别设置在A、B、C三相和地线N之间的电能计量机构W1、W2、W3组成，分别计量三相的用电量，每一个电能计量机构均包涵电流、电压两个支路，其数学表达为 式中P∑为三相总功率(电能是功率的积分，即用电功率的累加)； PW1，PW2，PW3为三个功率测量机构功率测量结果； uA，uB，uC为相电压，即每相火线对中线(地)的电压； iA，iB，iC为每一相的用电电流。 三相四线制电能表的计量结果准确，但需要引入电网的地线(中线)，因此测量结构较为复杂。 三相三线制电网中的电能表原理图如图2中所示。显然，这时计量三相电能只需要两个电能计量机构W1，W2，不同的只是W1，W2的电压支路分别跨接于A-B、C-B之间，这样使三相电能表结构和接线都大大简化了，是三相四线电能表的一个重要简化，其基本条件上是三相负载对称，即 iA+iB+iC＝0(2) 则有 iB＝-iA-iC (3) 这样(1)式就可以简化为 所以三相三线电能表得到了广泛的应用。 问题是(2)式的条件在通常情况下不能满足，三相负载在基本相同的情况下存在一个偏离Δi，即iA+iB+iC＝Δi(5) 这样(4)式的正确表达应是 (6)式中末尾一项就是三相三线电能表测量结果的误差。三相三线制电能表只需要引入三条火线，结构简单，但三相负载不平衡时存在原理性误差。 而且，目前的三相电能表都无法直接用于高压，它要通过电压互感器(PT)将高压转换为低压(100V)，它要将大电流通过电流互感器(CT)将大电流变为小电流(5A或1A)，不但提高了结构的复杂性和造价，同时还无法实现整体的计量校准和检定。
技术实现思路
本技术克服了上述缺点，提供了一种计量准确、可以用于高压线路测量的三相电能表。 本技术解决其技术问题所采取的技术方案是一种三相电能表，包括 电流检测单元，用于检测所在线路的线电流； 电压检测单元，用于检测两两相间的线电压； 电能测算单元，接收各电流检测单元和电压检测单元的检测结果，计算出累计电能。 所述电压检测单元可为跨接在两相间的电压/电压变换器，将检测到的线电压信号，输出到所述电能测算单元中。 所述电压检测单元可包括跨接两相间，串联连接的分压器和电流/电压变换器，将检测到的串联电路中的电流信号，输出到所述电能测算单元中。 所述分压器可由多个串联的分压电阻构成。 所述分压电阻外环绕可有多个由电容连接的导电环。 所述导电环的输出端可连接有一个电源单元，将所述导电环输出的电流转换为直流电源输出。 所述电流检测单元可包括串联在所在线路中的电流/电压变换器，将检测到的线电流转换为电压信号，输出到所述电能测算单元中。 所述电能测算单元可包括 A/D转换模块，将电流检测单元和电压检测单元的检测结果，转经过模拟/数字信号，转化为A/D电平信号； 功率计算模块，根据所述A/D电平信号计算出功率值； 数字/频率转换模块，将计算出的功率值变换为相应频率的脉冲； 电能累计模块，将上述脉冲信号进行累计获得电能值。 本技术通过电流检测单元、电压检测单元分别检测获得准确比例于各相的线电流和线电压信号，再统一传送到所述电能测算单元中，由所述电能测算单元进行电能累计计算，在未提高硬件成本的前提下，消除由三相负载电流不平衡引起的原理性误差，极大地提高了测算结果的准确性，此外，采用检测作用于分压器上的电流的方式，实现对线电压的测量，可以无需使用电压互感器，使电能表本身不但具有较低的复杂度，还进一步提高高压线路电能测算的准确度，能够在高压电网的电能检测中得到更好的应用。附图说明图1为现有技术中三相四线制电能表的结构示意图； 图2为现有技术中三相三线制电能表的结构示意图； 图3为本技术实施例一的结构示意图； 图4为本技术实施例二的结构示意图。具体实施方式 如图3中所示，为本技术的一种优选实施例的结构示意图，本实施例为适用于线电压380V、10kV、35kV，相电流0-1000A的新型三相三线电能表，三相中的线电流iA、iB、iC分别通过串联在各自所在线路中的电流/电压变换器(以下简称I/V变换器)I/V①、I/V②、I/V③实现测量，将检测到的电流信号转换为电压信号，输出到所述电能测算单元中。而三个线电压uAB、uBC、uCA通过跨接在每两相间的电压/电压变换器(以下简称V/V变换器)V/V④、V/V⑤、V/V⑥，检测到的电压信号也输出到所述电能测算单元中。三路线电压信号和三路线电流信号同时作用于电能测算单元M⑦的输入端，所述电能测算单元，将接收到的上述由I/V①、I/V②、I/V③、V/V④、V/V⑤、V/V⑥测量到的模拟信号经A/D变换，转化为A/D电平信号，根据上述(6)式所描述的共B相三相三线电能表的数学表达，可得到共C相和共A相的三相三线电能表的数学表达分别为 如果取(6)、(7)、(8)式之平均值，则三相总的功率为 (10)式中末项为上述测量结果的误差项，考虑三相电压的对称性即 uA+uB+uC＝Δu(11) (10)式中的误差项变为 显然ΔP与(6)式中的误差相比大大降低了，通常情况下达到可以忽略的程度。 因此通过上述测量和计算获得的总的功率P∑，数字/频率转换模块(以下简称D/F转换)将计算获得的功率变换为相应频率的脉冲；最后通过对上述脉冲信号的累计得到电能值。上述测算、D/F转换和累计过程也可以通过计算机、芯片中的软件计算获得，其中uAB＝-uBA，uBC＝-uCB，uAC＝-uCA。 从本实施例中可以看出，本技术提供的三相电能表，其硬件成本和现行的三相四线电能表无太大差别，但它实现了一种无原理性误差的三相三线电能表，从外部看，其线路连接也与现有的三相三线电能表同样简单，因此推广和应用比较容易。 本技术的另一种实施例，提供了一种网口三相三线高压电能表，如图4中所示为本实施例的结构示意图。 为了确保安全，网口三相高压电能表由三个测量机构W1，W2，W3构成，其结构是完全相同的，所以仅以A相的W1为例加以说明。W1位于电网A相端口，电能传输方向由A→A′(反相则电能为负值)，A相线电流iA通过I/V变换器I/V①进行测量，将比例于iA的电压信号输出到电能测算单元M④的输入通道中；所述A、B两相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相电能表，其特征在于：包括　　　　电流检测单元，用于检测所在线路的线电流；　　　　电压检测单元，用于检测两两相间的线电压；　　　　电能测算单元，接收各电流检测单元和电压检测单元的检测结果，计算出累计电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿清昌，
申请(专利权)人：北京双目佳测控技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]