[发明专利]一种充电系统高压计量装置

说明书

技术领域

本发明属于电工仪器及高电压装备领域，涉及一种用于电动车充电系统的高压计量装置。

技术背景

电动汽车具有节能、环保的特点，是国家支持的绿色环保交通装备。电动汽车充电系统能为电动汽车提供便利的能源补充方式，有利于促进电动汽产业发展。

充电系统高压计量系统是进行充电能源结算的计量依据。是充电服务单位与电动汽车使用者、充电服务单位与电网进行电能交易的依据。

充电系统进行充电时，在一个充电周期内电流变化较大，且谐波分量较大；消耗的电能不仅仅有额定频率下的交流电能，还有谐波电能。因此，要求计量系统具有较快的响应速度以便于动态计量充电电能，同时还要求计量系统具有较宽的工作频带以便于准确计量基波电能和谐波电能。避免电能漏计。

由于充电系统充电时，会引起较高的谐波分量。因此，要求计量系统不存在铁磁谐振隐患。

发明内容

提出了一种充电系统高压计量装置，该装置的特征在于：电能传输通道高压线(1)作为低电感电流互感器(1)和高电感电流互感器(2)的一次线圈依次通过低电感电流互感器(1)和高电感电流互感器(2)的中心；电阻分压电子式电压互感器(4)通过高压连接端子(4-1)与高压线(1)相连，其接地端子(4-3)与地相连，其信号端子(4-2)与计量模块(6)的电压信号输入端相连；低电感电流互感器(2)二次线圈的信号端(2-1)与计量模块(6)的大电流信号端子相连，低电感电流互感器(2)二次线圈的接地端(2-2)与地相连；高电感电流互感器(3)二次线圈的信号端(3-1)与计量模块(6)的小电流信号端子相连，高电感电流互感器(3)二次线圈的接地端(3-2)与地相连；分压电容(5)的高压端子(5-1)与高压线(1)相连，其接地端子(5-3)与地相连，其分压输出端子(5-2)与电源模块(7)的电能输入端相连；电源模块(7)的供电输出端与计量模块(6)的电能输入端相连；电源模块(7)接地端和计量模块(6)的接地端均与地连接。

上述低电感电流互感器(2)可以是空心线圈，也可以是低功耗小铁芯线圈；

上述高电感电流互感器(3)可以是卷铁芯线圈、也可以是非晶合金铁芯线圈；

上述电阻分压电子式电压互感器(4)是指以分压电阻为一次电压传感器的电子式电压互感器；

上述分压电容(5)可以是陶瓷电容组成的电容分压器，也可以是聚合物电容或油纸电容组成的电容分压器；

上述计量模块(6)是指具备谐波电能计量功能的电能计量模块或仪表；

上述电源模块(7)是指将电容分压器提供的交流电转变为计量模块所需直流电的转换单元。

这种计量装置采用电阻分压电子式电压互感器(4)作为电压传感器。由于电阻为线性元件，分压电阻的分压比与频率无关，因此能够在很宽的频带内感知电压，为各个频率的电能计量提供电压信号。同时，由于电阻分压电子式电压互感器(4)不含铁磁材料，不存在谐振失效的隐患。

考虑到一个充电周期内，充电电流的变化很大。为了实现小电流阶段和大电流阶段均能对电能进行准确计量，采用了高电感电流互感器(3)和低电感电流互感器(2)来同时检测电流；小电流阶段通过高电感电流互感器(3)来获得较大的二次电流，实现电流的准确检测；大电流阶段通过低电感电流互感器(2)来避免由于饱和引起计量误差。

分压电容(5)将高压按一定比例分压，输出合适的电压给电能模块(7)；电能模块(7)将获得的电能转换为计量模块所需的直流电源。

高电感电流互感器(3)与分压电容(5)还组成LC滤波单元，如图2所示。合理选择参数可以部分消除谐波的影响。

附图说明

图1为本发明充电系统高压计量装置结构示意图；

图2为LC滤波单元示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例来进一步阐述本发明。应该理解，这些实施案例仅用于说明本发明而不是用于限制本发明的范围。此外，还应理解，在阅读本说明之后，技术人员可对本发明作各种形式的改动或修改，但这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施案例

本发明电子式电压互感器具体实施案例如图1所示。