[发明专利]零压降数字光电计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能计量装置，具体地说，是涉及一种采用数字光信号传输电压互感器二次信号从而消除电压互感器信号传输过程中的压降，降低目前电力系统日常运行中电能计量综合误差的电能计量装置。

背景技术

在电力系统的日常运行中应保证电能计量的准确性，以便合理地保护电力部门与用户双方的合法权益。因此电能计量的误差应该在法定的标准范围内。

电力部电能计量装置检验规程SD109-83中规定：I类电能计量装置，其电压互感器二次回路压降不应超过额定二次电压的0.25％；II类和III类电能计量装置，此电压不应超过额定二次电压的0.5％。

电能计量的综合误差是由电压互感器(PT)的误差、电流互感器(CT)的误差、电度表的误差、电压互感器二次导线压降所引起的计量误差所组成。根据多处电网普查测试的结果，在这四项误差中，电压互感器二次导线压降引起的计量误差往往是最大的。

造成电压互感器二次导线压降过大的原因是：由于变电站各馈线电能表的电压输入信号一般是共用同一组母线上的PT信号，从PT到电能表之间的二次信号线较长。变电所和大中型用电户的高压电能计量装置中，PT二次接线端子与电能表之间需要数十米甚至几百米的连接电缆线。当导线的截面积较小时，长导线的电阻就比较可观。此外，中间接有快速开关、保险管，再加上二次接线端子松动以及保险管两端的金属部分氧化等原因造成二次接线阻抗较大。在这样长的具有较大电阻的连接电缆线上，如果PT二次回路所接入的表计、继电保护装置及其它负荷较大，则较大的负荷电流将引起较大的二次回路压降。

电压互感器二次导线电阻过大，二次导线压降过大，其直接后果是造成少计发电量、供电量、用电量，以致少收电费，造成发供电量不平衡、线损出现负数等。现有解决方案有：

1)最为简单和常见的方法是加粗电压互器感二次连接导线的截面、减小二次连接导线的长度，以及减小各接点接触电阻。这种方法的缺点是：即使导线再粗，也不能解决接触电阻及导线电阻所带来的问题。

2)装设电度表的专用二次回路。采用专用计量回路，包括采用专用的电压互感器二次计量绕组，避免继电保护、测量回路对计量回路的影响；采用专用的计量二次电缆及专用的开关、熔断器和接线端子等。此措施可从设备配置的角度减少了电压互感器二次回路电压降，但由于还存在开关、熔断器和接线端子等设备，因它们的接触电阻较大造成的PT二次压降较大，难于满足对I类电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.25％的要求。

3)采用电压误差补偿器来补偿二次导线压降引起的比差和角差

其原理是在二次回路中加入一个补偿电压，用以补偿二次导线压降引起的比差和角差。产生这个补偿电压的装置有多种：定值补偿器、电流跟踪式补偿器、电压跟踪式补偿器。第一种利用自耦变压器和移相器来补偿比差和角差，使得PT二次端电压和电能表计端电压幅值和相位相等，从而达到补偿的目的。它的缺点是受负载影响大，仅适合于负载不变或变化小的工况，效果较差；第二种利用电子线路通过对PT二次回路电流的跟踪，产生一个与二次回路阻抗相等的负阻抗，使得二次回路总阻抗等效为零，从而压降为零。它的缺点是如果二次回路的阻抗变化了，就不能自动跟踪了。此类方法的缺点是其补偿效果难以评估，容易过补偿，从计量的可朔源角度来看，原理上存在缺陷。

4)采用电子式电能表。该方法可以减小电压互感器提供的功率，从而减小信号传输线上的电流，降低压降。

但以上方法均不能从原理上完全消除电压互感器二次信号传输过程中的电压降，从而依然存在误差。

发明内容

本发明正是针对目前电压互感器二次信号传输过程中存在的电压降引起的电能计量误差，而提供一种零压降数字光电计量装置，本装置将电压互感器二次输出的模拟电压信号就地数字化，并转换成光信号传输至控制室，在控制室还原成模拟信号，输入电能表，从而完全消除了信号传输过程中的电压降，大大减小了电能计量的误差，提高了计量的精度。

一种零压降数字光电计量装置，由发射装置、发射端直流供电电源、光缆、接收装置、电能表和接收端直流供电电源构成，发射装置将电压互感器二次输出电压信号转换成数字光脉冲信号后经光缆传输至接收装置，接收装置将数字脉冲光信号转换成电压信号再输入电能表，发射端直流供电电源给发射装置供电，接收端直流供电电源给接收装置和电能表供电。