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一体化高压电能计量装置及其在智能配网中的应用

郭琳云

  智能电网的信息化、互动化特征带动了电力设备向多参数智能化、信息化发展。将先进的传感测量技术、通信技术、信息技术用于一次设备的智能化,以及将一次设备与二次设备有机结合,提升电力设备及装置的性能及智能化、信息化水平成为未来智能电网中设备的发展趋势。 本文研究的重点是10kV配电网中的高压电能计量装置。目前常规的电能计量装置是由电力互感器、电能表及二次联线等环节构成。由于多种设备组合,成本高、安装不便,且中间环节容易导致误差、窃电等影响计量准确度的结果。因此本文目的是研制一种新型一体化高压电能计量装置,可以替代常规电力互感器、电能表及二次联线的组合作用,具有更高的计量准确度和智能化功能。 新型一体化高压电能计量装置基于“法拉第笼原理”,将计量集成电路等电位悬浮在高压侧,使装置体积及重量缩减到常规电能计量装置的1/3以下,具备低功耗、资源节约、易安装、信息化的特点。该装置直接从高压侧计量电能,输出与常规低压电能表相同形式的电能数据及脉冲量,为方便描述起见,本文称之为高压电能表。高压电能表具有更高的整体准确度,同时高压电能表的计量回路工作在高压侧,可以从根本上杜绝低压侧窃电行为。高压电能表的大量使用,将使配网的可测量点增加,从而帮助人们感知智能配网状态、改善配网的使用效率。 本文阐述了高压电能表的工作原理,并围绕高压电能表研制的关键问题进行研究。包括电容式电压信号传感器的材料选择,表体的内绝缘、外绝缘设计,高压电位下如何获取工作电源,以及高压电位下数据如何可靠传输至地电位等。 新型高压电能表必须采用整体误差校验系统来定义准确度等级。传统电能计量装置是由分离的标准校准,然后用综合误差公式推导出一个估计出的误差。本文在传统标准溯源原理的基础上,研制了新型高压电能表的基准电能计量系统,并对基准系统进行了误差分析。该基准系统不仅可对新型高压电能表进行标定,也可对传统电能计量装置进行整体准确度的标定。 新型高压电能表直接用于高压配电线路上,与传统电力互感器和电能表的工作环境相同。本文参考电力互感器及电能表的相关国家标准,对高压电能表的可靠性试验、准确度试验和环境试验方法和数据进行了分析研究。并对高压电能表现场试运行情况和数据进行了分析及评价。 本文最后研究了新型高压电能表在智能配网中的特殊应用。高压电能表除可替代常规电能计量装置外,还可作为“整体计量标准”。在用电环节,高压电能表可以用来做重点工业用户的在线监测标准;在配电环节,高压电能表可以用作线路上的计量装置,与低压用电侧的电能表构成分级式防窃电系统,方便进行窃电行为的定位。……   
[关键词]:高压电能表;一体化;法拉第笼原理;整体计量;整体准确度;基准计量系统;智能配网;在线监测;分级式防窃电系统
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华中科技大学2010年