一种六相供电设备的能耗计量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种六相供电设备的能耗计量装置，包括多个电压互感器；第一电压互感器和第二电压互感器的原边绕组均接入六相供电设备三角形绕组输出端和第一整流电桥之间，第三电压互感器和第四电压互感器的原边绕组均接入六相供电设备星形绕组输出端和第二整流电桥之间；所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第四电压互感器的副边绕组分别对应与第一电能表、第二电能表、第三电能表、第四电能表连接；所述六相供电设备三角形绕组输出端的A相和C相分别接有第一电流互感器和第二电流互感器。本实用新型可简单方便地获取此类设备的能耗数据，以利于用能企业提升精益管理和节能公司、设备厂商推广新型节能产品。
【专利说明】
一种六相供电设备的能耗计量装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及工业领域大功率整流设备电能消耗的计量方法及装置，特别是一 种采用特种变压器六相工频交流供电设备的能耗计量装置。
【背景技术】
[0002] 在当前能源枯竭和环境污染的严峻形势下，全世界都在大力提倡节能减排，各类 设备厂商都在不断推广应用新型节能设备，还有节能公司采用合同能源管理模式对用户的 高能耗设备进行更换或改造，其基础工作之一就是要准确地计量出各类设备在运行过程中 实际消耗的能源数量。
[0003] 目前大部分用电设备都采用三相三线、三相四线、单相交流供电或直流供电模式， 分别对应三相三线、三相四线、单相交流电能和直流电能几种计量方式，所用计量器具的制 造技术已经很成熟并已形成标准系列产品。但在工业领域还有一些大型用电设备采用六相 输出的特种变压器(整流变)供电，如直流电源、大型电机和中频电磁感应炉等，其电源各相 之间相位差为60°，这种供电模式中负载电流经整流变换成12脉波直流电源，则可避免对电 网产生5次和7次谐波污染，且由六相电源平均分配负载，可减少单一电源的负担以提高供 电能力。
[0004] 以国产某IGBT型六相中频炉电能消耗为例，如图1中整流变压器To，一般有三侧接 头，即三相三线制高压IOkV电源输入，输出有三相四线制低压380V、六相六线制或六相七线 制中压，六相六线制或六相七线制输出相间电压主要有950V、750V、660V和575V等几种。目 前针对六相六线制或六相七线制输出，由于接线和电压等级特殊，有些没有采取计量计算 能耗。部分采取了计量措施，其方式是采用三相三线制高压侧和三相四线制低压侧电能分 别计量，高压侧电量减去低压侧电量以及变压器损耗(经验值)之后，即间接得到六相电能 消耗值。这种间接计量方式存在准确度不高、装置复杂和成本较高的缺点。
[0005] 因此有必要研究一种六相电能测量的新方法，并开发相应的装置实现直接、准确、 低成本的电能计量，以利于能耗量的对比认定和节能设备的推广。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种六相供电设备 的能耗计量装置。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种六相供电设备的能 耗计量装置，包括多个电压互感器;第一电压互感器和第二电压互感器的原边绕组均接入 六相供电设备三角形绕组输出端和第一整流电桥之间，第三电压互感器和第四电压互感器 的原边绕组均接入六相供电设备星形绕组输出端和第二整流电桥之间;所述第一电压互感 器、第二电压互感器的副边绕组接入第一电能表;第三电压互感器、第四电压互感器的副边 绕组接入第二电能表;所述六相供电设备三角形绕组输出端的A相和C相分别接有第一电流 互感器和第二电流互感器;所述六相供电设备星形绕组输出端的A相和C相分别接有第三电 流互感器和第四电流互感器;所述第一电流互感器、第二电流互感器接入第一电能表;第三 电流互感器、第四电流互感器接入第二电能表;所述第一电能表、第二电能表均与单片机连 接;单片机系统同步采集第一电能表、第二电能表的数据，并分析计算进行累加，得到六相 电量。
[0008] 所述六相供电设备星形绕组输出端的地线接工频电源变压器的副边和地。
[0009] 所述六相供电设备星形绕组输出端的地线和星形绕组输出端C相分别与第五电压 互感器原边绕组两端连接;所述第五电压互感器副边绕组接第二电能表;所述六相供电设 备星形绕组输出端的B相接有第五电流互感器;所述第五电流互感器与第二电能表连接。 [0010] 所述第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、第四电流互感器、第五 电流互感器均为低压穿芯式电流互感器，所有电流互感器的导线外均套有热缩绝缘管。 [0011] 所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第四电压互感器、第五 电压互感器均为半浇注户内型的电压互感器。
[0012] 所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第四电压互感器、第五 电压互感器的一次电压为500V~1000V，通过二次绕组，所述第一电压互感器、第二电压互 感器、第三电压互感器、第四电压互感器、第五电压互感器的二次线电压选择为75V~115V。
[0013] 所述第一电能表、第二电能表、第三电能表、第四电能表均与单片机连接;所述单 片机通过4G通讯卡、天线与远程服务器传输数据和时钟校对。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型可简单方便地获 取六相供电设备的能耗数据，以利于用能企业提升精益管理和节能公司、设备厂商推广新 型节能产品。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型测量六相六线制供电设备能耗的电气原理图；
[0016] 图2为本实用新型测量六相七线制供电设备能耗的电气原理图。
【具体实施方式】
[0017] 附图1为本实用新型测量六相六线制供电设备能耗的电气原理图。整流变压器T0 为IOkV输入，输出为380V和六相，六相输出相间电压主要有950V、750V、660V和575V等几种， 六相输出中六1^2』1』2、(：1、02之间相位差为60°，经整流电桥〇 1、〇2变换成12脉波的直流电 流，以减少谐波污染。工频电源变压器T1用于将特殊电压变换成常规220V，以作为系统中其 它装置的工作电源，FS^DK 1用于T1S流保护和开关控制。
[0018]电压互感器TVi-TV4将一次线电压转换成测量用的二次电压，电压互感器TVi- TV4二次负载为电能表EM^EM2的电压线圈。电流互感器TA1-TA4将一次大电流转换成测量用 的二次电流，所接二次负载为电能表EM 1、EM2的电流线圈，经互感器转换的二次电压和二次 电流接入电能表EM^EM2。电压互感器TV 1-TV2、电流互感器TAi-TA2、电能表EM1和电压互感 器TV 3-TV4、电流互感器TA3-TA4、电能表EM2分别组成两套三相三线制两元件电能计量装 置。电能表EM^EM 2通过RS485现场通讯总线接入单片机系统，电能表EM^EM2测量三相电压、 电流、频率、功率、相位、功率因数和电能量等电力参数，单片机系统对六相的电力参数进行 采集、分析、计算和存储等处理，将电能表EM^EM 2采集的电量累加即可得总电能量，以及六 相电压、电流、频率、功率、相位、功率因数等参数。
[0019] 电能表EMhEM2两台常规电子式电能表，其规格为3 X 100V、3 X 5A，准确度等级为 0.5S级，电压测量范围为0.7~1.2倍参比电压，电流测量范围为0~1.2倍参比电流。
[0020] 电能表接入单片机系统，可通过按键和LCD显示器等进行人工操作和信息显示，也 可通过4G通讯卡、天线与远程服务器传输数据和时钟校对。
[0021] 图2为本实用新型测量六相七线制供电设备能耗的电气原理图，电压互感器TV1-TV2、电流互感器TA 1-TAh电能表EM1组成一套三相三线制两元件电能计量装置。电压互感 器TV3-TV 5、电流互感器TA3-TA5、电能表EM2组成一套三相四线制电能计量装置。
[0022] 电能表EM2为3X100/·^V、3X5A,准确度等级为0·5S级，电压测量范围为0·7~ 1.2倍参比电压，电流测量范围为0~1.2倍参比电流;工频电源变压器一次所接为相电压。
[0023] 电压互感器TVi-TV*的一次电压为500V~1000V，通过二次绕组l〇〇/V^V、l〇〇V的 选择75V~115V的二次线电压。电压互感器TV1-TV4测量准确度等级为0.2级，二次容量为 2.5￥4。额定一次电压为1〇〇〇/力￥，额定二次电压为1〇〇/#￥、1〇〇￥，额定二次容量为 2.5VA，准确度等级为0.2级。为了保证接入电能表的电压符合要求，针对几种典型一次电压 和不同计量方式选用电压互感器变比的方法如表1、2。
[0024]表1三相三线制计量方式电压互感器的参数选择
[0026]表2三相四线制计量方式电压互感器的参数选择
[0029] 电流互感器TA1-TA4为常规低压穿芯式电流互感器，额定电压为0.66kV，额定一次 电流的确定应保证实际负载电流在其30%~60%范围之内，额定二次电流为5A，额定二次 容量为3.75VA，准确度等级选0.5S级。根据一次电流选择不同的规格，将一次大电流转换成 5A左右的二次电流，测量准确度等级为0.5S级，二次容量为3.75VA。
[0030] 为提高电流互感器TA1-TA4绝缘等级，在电流互感器穿芯部分加入IOkV薄型聚乙 烯热缩套管，以提高其绝缘等级。现场安装时，先在导线待安装位置套上1段薄型聚乙烯材 料的IOkV热缩绝缘管，并用热风机加热紧贴导线以增强耐电压性能，再将电流互感器固定 好。
[0031] 各类计量装置的准确度等级按表3进行配置，以保证整套装置的有功电能计量综 合误差小于±1.5%、无功电能计量综合误差小于±3%。
[0032] 表3各类计量装置准确度等级配置要求
【主权项】
1. 一种六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，包括多个电压互感器;第一电压互 感器和第二电压互感器的原边绕组均接入六相供电设备三角形绕组输出端和第一整流电 桥之间，第三电压互感器和第四电压互感器的原边绕组均接入六相供电设备星形绕组输出 端和第二整流电桥之间；所述第一电压互感器、第二电压互感器的副边绕组接入第一电能 表;第三电压互感器、第四电压互感器的副边绕组接入第二电能表;所述六相供电设备三角 形绕组输出端的A相和C相分别接有第一电流互感器和第二电流互感器;所述六相供电设备 星形绕组输出端的A相和C相分别接有第三电流互感器和第四电流互感器;所述第一电流互 感器、第二电流互感器接入第一电能表；第三电流互感器、第四电流互感器接入第二电能 表;所述第一电能表、第二电能表均与单片机连接。2. 根据权利要求1所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述六相供电设 备星形绕组输出端的地线接工频电源变压器的副边和地。3. 根据权利要求2所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述六相供电设 备星形绕组输出端的地线和星形绕组输出端C相分别与第五电压互感器原边绕组两端连 接;所述第五电压互感器副边绕组接第二电能表;所述六相供电设备星形绕组输出端的B相 接有第五电流互感器;所述第五电流互感器与第二电能表连接。4. 根据权利要求3所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述第一电流互 感器、第二电流互感器、第三电流互感器、第四电流互感器、第五电流互感器均为低压穿芯 式电流互感器，所有电流互感器的导线外均套有热缩绝缘管。5. 根据权利要求3所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述第一电压互 感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第四电压互感器、第五电压互感器均为半浇注户 内型的电压互感器。6. 根据权利要求4所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述第一电压互 感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第四电压互感器、第五电压互感器的一次电压为 500V~1000V，通过二次绕组，所述第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器、第 四电压互感器、第五电压互感器的二次线电压选择为75V~115V。7. 根据权利要求1所述的六相供电设备的能耗计量装置，其特征在于，所述单片机通过 4G通讯卡、天线与远程服务器进行数据传输和时钟校对。
【文档编号】G01R22/06GK205427037SQ201520965583
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月27日
【发明人】万全, 杨旭, 张允 , 向华, 刘潇潇, 易浩波, 罗志坤, 陈绍艺, 何军民, 李光, 陆新洁
【申请人】国网湖南节能服务有限公司