一種六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置，包括多個(gè)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(shè)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(shè)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(duì)應(yīng)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(shè)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(shí)用新型可簡(jiǎn)單方便地獲取此類(lèi)設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，以利于用能企業(yè)提升精益管理和節(jié)能公司、設(shè)備廠商推廣新型節(jié)能產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及工業(yè)領(lǐng)域大功率整流設(shè)備電能消耗的計(jì)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(shè)備的能耗計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)前能源枯竭和環(huán)境污染的嚴(yán)峻形勢(shì)下，全世界都在大力提倡節(jié)能減排，各類(lèi) 設(shè)備廠商都在不斷推廣應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備，還有節(jié)能公司采用合同能源管理模式對(duì)用戶(hù)的 高能耗設(shè)備進(jìn)行更換或改造，其基礎(chǔ)工作之一就是要準(zhǔn)確地計(jì)量出各類(lèi)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中 實(shí)際消耗的能源數(shù)量。
[0003] 目前大部分用電設(shè)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(duì)應(yīng)三相三線、三相四線、單相交流電能和直流電能幾種計(jì)量方式，所用計(jì)量器具的制 造技術(shù)已經(jīng)很成熟并已形成標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。但在工業(yè)領(lǐng)域還有一些大型用電設(shè)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(jī)和中頻電磁感應(yīng)爐等，其電源各相 之間相位差為60°，這種供電模式中負(fù)載電流經(jīng)整流變換成12脈波直流電源，則可避免對(duì)電 網(wǎng)產(chǎn)生5次和7次諧波污染，且由六相電源平均分配負(fù)載，可減少單一電源的負(fù)擔(dān)以提高供 電能力。
[0004] 以國(guó)產(chǎn)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(cè)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(duì)六相六線制或六相七線制輸出，由于接線和電壓等級(jí)特殊，有些沒(méi)有采取計(jì)量計(jì)算 能耗。部分采取了計(jì)量措施，其方式是采用三相三線制高壓側(cè)和三相四線制低壓側(cè)電能分 別計(jì)量，高壓側(cè)電量減去低壓側(cè)電量以及變壓器損耗(經(jīng)驗(yàn)值)之后，即間接得到六相電能 消耗值。這種間接計(jì)量方式存在準(zhǔn)確度不高、裝置復(fù)雜和成本較高的缺點(diǎn)。
[0005] 因此有必要研究一種六相電能測(cè)量的新方法，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的裝置實(shí)現(xiàn)直接、準(zhǔn)確、 低成本的電能計(jì)量，以利于能耗量的對(duì)比認(rèn)定和節(jié)能設(shè)備的推廣。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種六相供電設(shè)備 的能耗計(jì)量裝置。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種六相供電設(shè)備的能 耗計(jì)量裝置，包括多個(gè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jī)連 接;單片機(jī)系統(tǒng)同步采集第一電能表、第二電能表的數(shù)據(jù)，并分析計(jì)算進(jìn)行累加，得到六相 電量。
[0008] 所述六相供電設(shè)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(shè)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(shè) 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(dǎo)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(hù)內(nèi)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(guò)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(jī)連接;所述單 片機(jī)通過(guò)4G通訊卡、天線與遠(yuǎn)程服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)和時(shí)鐘校對(duì)。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:本實(shí)用新型可簡(jiǎn)單方便地獲 取六相供電設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，以利于用能企業(yè)提升精益管理和節(jié)能公司、設(shè)備廠商推廣新 型節(jié)能產(chǎn)品。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型測(cè)量六相六線制供電設(shè)備能耗的電氣原理圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型測(cè)量六相七線制供電設(shè)備能耗的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 附圖1為本實(shí)用新型測(cè)量六相六線制供電設(shè)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(jīng)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(guī)220V，以作為系統(tǒng)中其 它裝置的工作電源，F(xiàn)S^DK 1用于T1S流保護(hù)和開(kāi)關(guān)控制。
[0018]電壓互感器TVi-TV4將一次線電壓轉(zhuǎn)換成測(cè)量用的二次電壓，電壓互感器TVi- TV4二次負(fù)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(zhuǎn)換成測(cè)量用 的二次電流，所接二次負(fù)載為電能表EM 1、EM2的電流線圈，經(jīng)互感器轉(zhuǎn)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(jì)量裝 置。電能表EM^EM 2通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)通訊總線接入單片機(jī)系統(tǒng)，電能表EM^EM2測(cè)量三相電壓、 電流、頻率、功率、相位、功率因數(shù)和電能量等電力參數(shù)，單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)六相的電力參數(shù)進(jìn)行 采集、分析、計(jì)算和存儲(chǔ)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(shù)等參數(shù)。
[0019] 電能表EMhEM2兩臺(tái)常規(guī)電子式電能表，其規(guī)格為3 X 100V、3 X 5A，準(zhǔn)確度等級(jí)為 0.5S級(jí)，電壓測(cè)量范圍為0.7~1.2倍參比電壓，電流測(cè)量范圍為0~1.2倍參比電流。
[0020] 電能表接入單片機(jī)系統(tǒng)，可通過(guò)按鍵和LCD顯示器等進(jìn)行人工操作和信息顯示，也 可通過(guò)4G通訊卡、天線與遠(yuǎn)程服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)和時(shí)鐘校對(duì)。
[0021] 圖2為本實(shí)用新型測(cè)量六相七線制供電設(shè)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(jì)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(jì)量裝置。
[0022] 電能表EM2為3X100/·^V、3X5A,準(zhǔn)確度等級(jí)為0·5S級(jí)，電壓測(cè)量范圍為0·7~ 1.2倍參比電壓，電流測(cè)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(guò)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(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)，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(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)。為了保證接入電能表的電壓符合要求，針對(duì)幾種典型一次電壓 和不同計(jì)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(jì)量方式電壓互感器的參數(shù)選擇
[0026]表2三相四線制計(jì)量方式電壓互感器的參數(shù)選擇
[0029] 電流互感器TA1-TA4為常規(guī)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(yīng)保證實(shí)際負(fù)載電流在其30%~60%范圍之內(nèi)，額定二次電流為5A，額定二次 容量為3.75VA，準(zhǔn)確度等級(jí)選0.5S級(jí)。根據(jù)一次電流選擇不同的規(guī)格，將一次大電流轉(zhuǎn)換成 5A左右的二次電流，測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5S級(jí)，二次容量為3.75VA。
[0030] 為提高電流互感器TA1-TA4絕緣等級(jí)，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(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，先在導(dǎo)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(fēng)機(jī)加熱緊貼導(dǎo)線以增強(qiáng)耐電壓性能，再將電流互感器固定 好。
[0031] 各類(lèi)計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)按表3進(jìn)行配置，以保證整套裝置的有功電能計(jì)量綜 合誤差小于±1.5%、無(wú)功電能計(jì)量綜合誤差小于±3%。
[0032] 表3各類(lèi)計(jì)量裝置準(zhǔn)確度等級(jí)配置要求
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置，其特征在于，包括多個(gè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jī)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置，其特征在于，所述六相供電設(shè) 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(jù)權(quán)利要求2所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置，其特征在于，所述六相供電設(shè) 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(shè)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(jù)權(quán)利要求3所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)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(dǎo)線外均套有熱縮絕緣管。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)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(hù) 內(nèi)型的電壓互感器。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)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(guò)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(jù)權(quán)利要求1所述的六相供電設(shè)備的能耗計(jì)量裝置，其特征在于，所述單片機(jī)通過(guò) 4G通訊卡、天線與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和時(shí)鐘校對(duì)。
【文檔編號(hào)】G01R22/06GK205427037SQ201520965583
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日
【發(fā)明人】萬(wàn)全, 楊旭, 張?jiān)?, 向華, 劉瀟瀟, 易浩波, 羅志坤, 陳紹藝, 何軍民, 李光, 陸新潔
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)湖南節(jié)能服務(wù)有限公司