10kV悬浮式电能计量系统研究

摘要

电能计量装置作为供电企业和用电用户电能结算装置，是电力经营管理和确保交易公平的重要电力设备。电能计量装置的计量准确度不仅关乎用电用户和供电单位的经济利益，还对国家电力企业和电力用户的合法权益有着重要的影响。如何提高高压电能计量装置的计量准确度以及防窃电技术成为了当前高压电能计量装置的关键技术。
　　本论文是针对10kV用电用户设计的悬浮式电能计量系统，是由电子式电压互感器、电子式电流互感器、分相电能采集单元、光纤模块以及显示终端组合而成。其中，分相电能采集单元悬浮于10kV相电压电位，显示终端用于数据传输和电能参数显示。分相电能采集单元包括电压/电流预处理电路、A/D采样模块、CPU控制模块、RS232/485串口通信模块、RTC时钟模块以及存储模块等。A/D采样模块利用ADI公司生产的ADE7878芯片进行电压、电流信号采集及电能数据处理；CPU控制模块采用LPC2468芯片，并通过嵌入式编程进行多任务处理。嵌入式编程以Keil为开发环境，用C语言对各个模块进行程序设计，提高了程序编写效率，增加了程序的可读性和可移植性。光纤模块用于传输数据，实现不同电位的电气隔离，提高信号传输的可靠性。
　　目前，我国现有的高压计量装置由电磁式互感器和电能表组合构成，整体准确度没有准确定义，而且运行在低压端，不能有效防止窃电行为。本文所设计的10kV悬浮式电能计量系统将电子式电压、电流互感器和分相电能采集单元作为整体进行设计，无需外加补偿电路，避免了外界环境变化对补偿电路的影响。分相电能采集单元悬浮于相电压电位，实现了高电位悬浮结构设计。与现有的电能计量装置相比，10kV悬浮式电能计量系统具有精度高、防窃电的优点，在此基础上设计了三相不平衡电能计量功能。
　　对10kV悬浮式电能计量系统进行了实验室测试。测试结果表明该装置的准确度为有功0.5S级。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 课题研究概况

1.3 论文主要内容及结构安排

第2章 10kV悬浮式电能计量系统设计方案

2.1 现有高压电能计量系统结构

2.2 10kV悬浮式电能计量系统设计方案

2.3 10kV悬浮式电能计量系统工作原理

2.4 本章小结

第3章 10kV悬浮式电能计量系统的软硬件设计

3.1 10kV悬浮式电能计量系统的组成

3.2 电源模块

3.3 CPU控制模块

3.4 A/D采样模块

3.5 其他模块电路设计

3.6 光纤模块

3.7 系统程序设计

3.8 本章小结

第4章 三相不平衡电能计量方法

4.1 三相不平衡起因和影响

4.2 三相不平衡电能计量基本原理

4.3 三相不平衡监测性能测试

4.4 本章小结

第5章 10kV悬浮式电能计量系统的校准与测试

5.1 10kV悬浮式电能计量系统准确度校准

5.2 计量准确度测试

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 本文研究内容与成果

6.2 本文需改进之处

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢