摘要：10kV配电网作为我国电力输送网络的重要组成部分，其运行的稳定性直接影响着电力系统的供电质量以及社会生产的用电安全。文章通过介绍设计的总体思路，分析了10kV配电网电能整体计量技术的具体设计，指出了电能整体计量技术的重要性。
关键词：电能整体计量；配电网；10KV电压
当前，随着社会经济的不断发展，在电能整体计量工作中采取信息化的技术方法已成为时代发展的一大趋势，新技术的运用可以在很大程度上提升我国电能计量的工作质量。由此可见，在信息化的时代下，采用新型的整体计量技术可以有效地实现电能整体计量效果。其中，WEVT系列电子式电压互感器作为一种新型的技术方法，其在实际生活中已逐渐得到了广泛的应用与发展，从而也为电力系统的发展奠定了良好的基础。下面首先对WEVT系列电子式电压互感器的概念进行了一定的分析，进而探讨了该技术在实际应用中的优势及其具体的设计，希望在一定程度上加强人们对此技术设备的认识与了解。
1.研究电能整体计量技术的重要性
电能整体计量技术的研究其最终目的是为了实现由高压配电网中高压电一侧直接实现输出电能的计量，避免中间环节的出现，将可能出现的误差控制在最小范围内，同时减少计量设备的体积与质量，实现计量的便捷化。10kv配电网中通常的电能计量是由电力计量柜或者电力计量箱实现的，在这两类设备中是用电压互感器、电流互感器以及电表等多个部分组成，利用互感器与电表完成对所用电量的计量。除设备运转过程中设备的各组成部分对电表的精确度会产生了较大的影响外，由于配电网中电压在经过回路时会经历二次降压，这也会对计量的精确度产生较大的影响。在利用传统仪器对电压进行测量的过程中，其误差值是使用各部件，例如电能表、电压互感器等中存在的误差计算得来，但依据相关规定，未实际测量得出，而是依据其他方面的内容计算得出的误差值不能作为评价一种设备实际误差值的依据。针对电能整体计量技术展开研究是十分必要且重要的。
2.电能计量技术的总体设计思路
电能整体计量技术的关键就是在配电网高压侧进行电能计量，文章对在高压侧进行电能计量的设计方案进行了分析，并配以原理图进行说明。从图1可以看出，该设计方案由绝缘部分、AB和BC之间的高压电容以及光纤构成，而整个计量电路由A，B，C三相中的电路构成。接下来以A相位为例分析电能整体计量的具体工作原理：在工作过程中处在不同相位之间的电容会产生电流采样信号，并且电流采样信号会直接进入A相的计量模块，然后通过A，B相位之间的电压与A相位电流相乘得到计量电能，最后把计量结果通过光纤传递到B相位的主控模块中，主控模块对A，C相位传递的功率数据以及时间信息等数据进行分析处理，从而传递给相应的信息管理中心。
图1高压电能整体计量方案原理图
在进行高压电能计量时，电容分压器会为A，B，C3个相位的电路板提供工作电源，并且只有母线上具备工作电压时，整个电能计量设备才会正式开始工作。
3.电能整体计量设备的具体设计
3.1绝缘设施设置
在过去使用的10kv高压电能计量装置中，电压互感器与电流互感器中电气一次与二次想要要满足绝缘需求需要利用环氧树脂、绝缘油等物质，具体做法是将这些能够实现绝缘的物质填充于互感器中电气一次与电气二次线路之间，这样能有效实现两者之间的绝缘。使用这种方式绝缘虽然其绝缘性能得到较好的保障但是其存在一个明显的缺点：造成了设施体积与重量的过大。传统做法下的100A/5A，10kv/l00V电压互感器与电流互感去的电子元件重量大都在100公斤以上，使用过程中十分不方便。并且由于此类绝缘物质自身的特点使得其在使用过程中发生故障的可能性较大，在经历长时间的持续使用或者气候的持续高温或潮湿时将有可能使绝缘层被损坏，产生故障或者直接产生短路的现象。高压电能整体计量技术使用的则是一种原理不相同的绝缘技术，将电气一次回路与电气二次回路相融合，使用了智能电路的设计，在电气一次回路与电气二次回路之间不需要进行绝缘设计，对于减小设备的总体积与总重量起到了十分重要的作用。
3.2传感器设计
传统电能计量设备中经常出现铁磁谐振故障，造成这一故障的原因是计量设备采用了常规的磁感应式互感器，因此在设计电能整体计量设备时需要对设备采用的传感器进行重新设计。而电能计量设备的传感器包括电压传感器以及电流传感器。
3.2.1电压传感器的设计
在电能整体计量设备正常工作时，两相之间的分压传感器负责提供电压信号。文章在设计电压传感器时，考虑到电阻分压传感器容易发热以及容易出现冲击损害等因素，采用了电容式分压传感器。同时，为保证分压传感器场强分布均匀以确保能够经受过高的电压冲击，文章对电容以及电容元件采用了多级串联设计。另外，随着环境温度以及湿度的变化，分压传感器的电容量也会发生变化，因此为了最大限度确保分压比的稳定，文章使用同批同种的材料制作传感器，并且将惰性材料当做电容传感器的外包装，从而避免外界环境对电容的影响。
3.2.2电流传感器的设计
在电能整体计量工作中，不需要考虑电流互感器的绝缘问题，因此可以采用精密的电流互感器以取代传统的高压电流传感器，这大大减少了计量设备的体积与质量，从而也就提高了电能整体计量的准确性。但是在选择电流互感器时，需要考虑到互感器的失效稳定性以及初始磁导率，因此选择波莫合金制作的磁芯作为互感器磁芯。同时，在设计时还要考虑到：采用标准电能表、反馈控制电路以及大电流电源0.02级标准电压和电流互感器组成的，同时可以通过计算获得计量误差以及传感器合成误差的校验标准。
电能整体计量原理图
如图1所示，A相与C相之间的电能计量模块设置在需要被测试的部分，由这种情况可知，TA的电气一次回路与电气二次回路之间持续处于等电位状态中，所谓等电位就是说在其两者之间的电压值完全相同，且在进行电流计量时不需要考虑到电流传感器的绝缘问题，所以在实施针对其的电流计量时，可以用体积较小的、使用高科技原料的精密电流传感器，精密电流传感器不仅可以做到计量更精确，同时由于其构成材料的先进性，还能更好的实现长时间持续的运行。这样做不仅能有效减少电能整体计量设备的体积与重量，同样能提升电流传感器工作的稳定性与精确性。
结论
综上所述，在现代化的电力系统发展过程中，WEVT系列电子式电压互感器对于有效地进行电能整体计量工作具有极其重要的作用，因此相关人员应对此给予一定的重视与关注，并在实际作业过程中加强对此问题的研究与分析，以在一定程度上加强对信息化技术的认识与了解，从而充分发挥新型技术在电力系统中的作用。
参考文献
[1]叶建伟.电能整体计量思路在10kV配网中的体现[J].中国新技术新产品,2014(05):97-98.
[2]侯凤山.10kV配电网的电能整体计量技术分析[J].科技创新与生产力,2014(09):96-97.
论文作者:陈琪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/25
标签：电能论文; 传感器论文; 设备论文; 电压论文; 技术论文; 电压互感器论文; 相位论文; 《基层建设》2018年第12期论文;