Высоковольтный счетчик электрической энергии

Высоковольтный счетчик электрической энергии относится к электроизмерительной технике и может быть использован для измерения электроэнергии в высоковольтных сетях. Для уменьшения стоимости, размеров и веса в высоковольтном счетчике электрической энергии, содержащем высоковольтный масштабный преобразователь напряжения, входы которого подключены параллельно нагрузке, а один его выход связан с одним входом по напряжению измерительной части счетчика, а другой его выход и другой вход по напряжению измерительной части счетчика соединены с общей точкой измерительной части счетчика (землей), измерительный трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в рассечку провода последовательно с нагрузкой, а оба вывода его вторичной обмотки соединены с обоими входами по току измерительной части счетчика, общая точка измерительной части счетчика (земля) соединена с проводом, в рассечку которого включена первичная обмотка измерительного трансформатора тока.

Предложенная полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для измерения электрической энергии (ЭЭ) в высоковольтных сетях.

Известен счетчик ЭЭ непосредственного включения (Электрические измерения. Учебник для вузов. Изд. 4-е. Под ред. А.В.Фремке. Л. «Энергия». 1973 г. стр.147. рис.90), в котором измерительная часть счетчика по току включается последовательно с нагрузкой, а измерительная часть счетчика по напряжению - параллельно нагрузке.

Однако такой счетчик не может включаться в высоковольтные электрические сети (напряжением 3 кВ, 6 кВ, 10 кВ и т.д.), т.к. прямое воздействие высокого напряжения на счетчик ЭЭ приведет к выходу его из строя за счет пробоя изоляции.

Кроме того, известен высоковольтный (Электрические измерения. Учебник для вузов. Изд. 4-е. Под ред. А.В.Фремке. Л. «Энергия». 1973 г. стр.172. рис.118) счетчик электроэнергии. В нем цепь напряжения содержит высоковольтный масштабный преобразователь напряжения (измерительный трансформатор напряжения (ИТН)) по входу подключен параллельно нагрузке, а его выходы связаны со входами напряжения измерительной части счетчика. Токовая цепь счетчика содержит измерительный трансформатор тока (ИТТ), первичная обмотка которого включена в рассечку провода последовательно с нагрузкой, а концы вторичной обмотки соединены с токовыми входами измерительной части счетчика.

Однако, такое построение высоковольтного счетчика ЭЭ требует наличия высококачественной высоковольтной изоляции между первичной и вторичной обмотками ИТТ, что приводит к удорожанию, увеличению размеров и веса высоковольтного счетчика.

Задачей полезной модели является уменьшение стоимости, размеров и веса высоковольтного счетчика ЭЭ.

Поставленная задача достигается тем, что в счетчике, содержащем высоковольтный масштабный преобразователь напряжения, вход которого подключен параллельно нагрузке, а один его выход связан с одним входом по напряжению измерительной части счетчика, а второй выход масштабного преобразователя и второй вход по напряжению измерительной части счетчика соединены с общей точкой измерительной части счетчика (землей), измерительный трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в рассечку провода последовательно с нагрузкой, а оба вывода вторичной обмотки соединены со входами по току измерительной части счетчика, при этом общая точка измерительной части счетчика (земля) соединена с проводом, в рассечку которого включена первичная обмотка измерительного трансформатора тока.

На чертеже приведена функциональная схема высоковольтного счетчика ЭЭ, который содержит:

высоковольтный масштабный преобразователь напряжения 1 (ВМПН);

измерительный трансформатор тока 2 (ИТТ)

измерительную часть счетчика 3 со входами по току и по напряжению;

общую точку 4 (землю) измерительной части счетчика.

Входы масштабного преобразователя напряжения 1 подключены параллельно нагрузке, а оба выхода подключены ко входам: по напряжению измерительной части счетчика 3, при чем один из выходов связан с общей точкой 4 измерительной части счетчика 3, которая связана с проводом, в рассечку которого включена первичная обмотка измерительного трансформатора 2, оба конца вторичной обмотки которого присоединены к входам по току измерительной части счетчика.

В заявленном счетчике масштабный преобразователь 1 может быть выполнен либо в виде измерительного трансформатора напряжения, либо в виде делителя на пассивных элементах электрических цепей: резисторах, конденсаторах, либо на их комбинации. Измерительная часть счетчика 3 выполняется в статических счетчиках на базе электронных схем (усилителей, аналого-цифровых преобразователей, резисторах, конденсаторах и т.д.), а в электромеханических счетчиках - в виде обмотки тока и обмотки напряжения индукционного измерительного механизма.

Предлагаемый счетчик работает следующим образом. На выходе масштабного преобразователя 1 выходное напряжение пропорционально входному напряжению, но меньшего размера. На выходе измерительного трансформатора тока 2 протекает ток, пропорциональный току нагрузке, но меньшего размера. Выходное напряжение масштабного преобразователя 1 и выходной ток измерительного трансформатора тока 2 поступают на соответствующие входы напряжения и тока измерительной части счетчика, где они обрабатываются (перемножаются, интегрируются, кодируются и т.д.), в результате чего измеряется электрическая энергия, а результаты измерения отображаются на отсчетном устройстве, передаются по каналам связи и т.д.

Введение связи между общей точкой измерительной части счетчика (землей) и проводом в рассечку которого включена первичная обмотка измерительного трансформатора тока 2, приводит к тому, что разность потенциалов между первичной и вторичной обмотками трансформатора тока близка к нулю. Это позволяет использовать в предлагаемом счетчике не высоковольтный трансформатор, а тот, который сейчас применяется в электрических линиях передач 0,4 кВ. Такой трансформатор имеет меньшие габариты и вес, и стоит значительно дешевле высоковольтного трансформатора тока например, на напряжение 10 кВ, что уменьшает стоимость, габариты и вес всего высоковольтного счетчика в целом.

Высоковольтный счетчик электрической энергии, содержащий высоковольтный масштабный преобразователь напряжения, входы которого подключены параллельно нагрузке, а один его выход связан с одним входом по напряжению измерительной части счетчика, другой его выход и другой вход по напряжению измерительной части счетчика соединены с общей точкой измерительной части счетчика (землей), измерительный трансформатор тока, первичная: обмотка которого включена в рассечку провода последовательно с нагрузкой, а оба вывода его вторичной обмотки соединены с обоими входами по току измерительной части счетчика, отличающийся тем, что общая точка измерительной части счетчика (земля) соединена с проводом, в рассечку которого включена первичная обмотка измерительного трансформатора тока.