[实用新型]一种三相供电计量监测仪

说明书

一种三相供电计量监测仪，属于三相供电计量监测和防窃电技术领域。三相电的监测与计量，已有技术一般采用单功能仪表。电流、电压分别用电流表、电压表测量；功率用有功功率表和无功功率表测量；功率因素用功率因素表或相位计测量；电能用电能(度)表计量；失压(电压源断开)用失压计监测。上述各种仪表除电能表外，均无记忆功能，更无综合分析能力。至于现有的反窃电装置，一般均由窃电现象检测和拉闸停电两部分技术组成。这类反窃电装置对窃电行为的处置可谓理所应当，但实施中尚有某些问题，例如，有些生产过程(如炼钢)和操作(如医院手术)是不许中断的，如不予先通知就突然停电，有可能造成经济和人身安全方面的严重损害；若由于装置失灵而误停电，则更不堪设想。

本实用新型的目的是为克服上述已有技术的缺陷，提供一种综合性的三相供电计量监测仪，它可同时测量电流、电压、有功功率、电流对电压的相位差，能记录电流、电压、有功功率及负荷平衡状态等的异常变化，能捕捉利用计量回路不正确接线进行窃电的行为。

本实用新型由微处理器1，存储器2，实时时钟电路3，本地电压互感器4_1、4_2、4_3，本地电流互感器5_1、5_2、5_3，模拟开关6，放大电路7_1、7_2，A/D变换器8_1、8_2，整形电路9_1、9_2等组成一个置于监测现场的装置；作为一个完整的系统，还包括掌上电脑(俗称抄表机)和微机，掌上电脑和微机可为多台现场监测装置服务。

本地电压互感器将电网传来的三相电压作进一步的变换，本地电流互感器将三相负载电流作进一步的变换。模拟开关6用来选通某个电压互感器的电压信号和与之对应的电流互感器的电流信号。电压信号与电流信号分别放大后在微处理器控制下经A/D变换器分别转换成离散的样本信号，然后计算出电压有效值，电流有效值和有功功率。放大后的电压信号与电流信号又分别整形成二个方波信号，然后由微处理器测出它们前(或后)沿的时间差，从而获得电流对电压的相位差。实时时钟电路3提供实时时间，并定时触发微处理器进行一次采样过程，即对各组4_i和5_i(i＝1，2或3)完成一次采样计算过程。

利用微处理器的强大功能，我们可以对采样数据作必要的综合分析，以更好地实现对三相用电过程的监测与计量。

为此，我们可以定义若干异常情况，例如：

1.有功功率P异常

1.1 P≤0

把P≤0列为一种异常情况具有特别重要的意义。事实上，当各相电压电流均不为0时，有功功率P＞0，所以，此时若出现P≤0，则可以肯定计量回路接线错了，这不是无意的技术错误，那就是蓄意的窃电行为了。我们将相继两次采样算得的有功功率作比较，若有功功率由大于0到小于等于0的变化或由小于等于0到大于0的变化，就将此两次采样所得数据作为一条异常记录存入存储器。

1.2负荷变化过大

对三相电用户的额定容量划分为几个分区，各个分区内各设定一个负荷变化限值。例如某三相电用户的额定容量为1000KVA，将其划分为三个分区：第一分区：0～300KVA，第二分区：300KVA～600KVA，第三个分区：600KVA～1000KVA。在第一分区可设定负荷变化限值为50KVA；第二分区负荷变化限值可设定为100KVA；第三分区负荷变化限值为200KVA。上述分区与负荷变化限定值只为举例，实际上可由用户按需设定。由于对三相电的采样是定时进行的，我们可以将本次测得有功功率与上次测得有功功率作比较，当其变化超过限值时，就将本次与上次的采样时间和采样数据作为记录存入存储器。

这样，我们就可以通过记录得知用户负荷随时间的分布规律，给供电部门提供调度电力的依据。

2.三相电压异常

2.1各相(或线)电压有为0时。

2.2各相(或线)电压超过额定值±10％时。

3.三相电流异常

3.1各相电流有为0时。

3.2各相电流彼此之差与其中最大者之比超过设定限值时。

4.功率因素角异常

各相功率因素角相差超过设定限值即相位不平衡时。

将本次采样的结果与上次采样的结果相比较，当电压或电流或功率因素角从正常到异常，或者相反由异常到正常时，就把采样时间和采样数据作为一条记录存放在存储器中。

这样，从分析记录我们又可得知：

三相电压何时失压，何时恢复；何时超过额定值之±10％，又何时恢复正常。三相负荷何时失去平衡又何时恢复平衡。