组合式多功能计量接线盒的研制

1项目研究背景

电能是目前社会发展中不可缺少的基础能源之一,也是关系国计民生的大事。与此同时,随着供电企业向营业性、服务型企业转变,降低成本、提升客户服务质量成为其工作重心之一。

在目前使用的电能计量装置中,电压互感器二次电压回路和电流互感器二次电流回路分别经过电能计量接线盒接入电能表和负荷管理终端,使接线盒、电能表以及负荷管理终端的电压回路并联,电流回路串联。

当带负荷更换电能表或负荷管理终端时,要先通过调整电能计量接线盒的连接片把二次电压回路开路,把二次电流回路短路,造成不能正常计量电能,待更换完成后通电才能继续计量,导致电能计量不准确,更换过程中损失的电量只能以估算的方式进行追补,而估算的结果往往与实际有偏差,进而导致供电企业蒙受损失。

此外,电能计量接线盒工作时连接片和接线端子上带电,目前的电能计量接线盒绝缘措施不足,在带负荷维修时人工调整连接片存在触电风险:同时,维修完成后有可能因人为疏忽未及时把连接片复位,容易导致线路错误,造成安全隐患。

2项目研究目的及技术难点

2.1研制组合式多功能计量接线盒的意义

目前,深圳供电局专变用户的电能计量装置由电能表、负荷终端、电压互感器、电流互感器、二次回路、接线盒等设备组成。为了保障用电的稳定性,确保用户能够在更换电能表和负荷管理终端时的正常用电生产生活,就需要用到计量接线盒。

但是,现有的常规计量接线盒在更换电能表或负荷管理终端时不能及时正确计量电量,造成了供电企业电量流失。随着电网企业对供电可靠率和计量准确率的要求越来越高,通过技术手段去解决这个问题变得十分必要。

本项目通过研究开发多功能计量接线盒,消除常规计量接线盒接线方式存在的弊端,在带负荷情况下能够安全进行电能表或者负荷管理终端更换,不但确保了现场施工人员的人身操作安全,提高了现场工作效率,而且用户电量能被正确计量,减少了供电企业的电量损失,提高了供电企业的供电可靠性以及计量准确率。

2.2研制组合式多功能计量接线盒的技术难点

近年来,对于计量联合接线盒的技术研究,以防窃电、防错接以及产品材料性能改进等方面为主。因此,拟开展多功能接线盒产品的研究开发工作,以解决电能损失及误接线等问题为设计目标,提高计量设备运行管理水平。

本项目的技术关键与难点如下:

(1)改进电压接线端子结构及布局,将原来每相电压整体回路改进为每相独立并联回路,从而使每相电压回路分开为多路独立输出,实现独立控制的目的。

(2)改进电流接线端子结构及布局,增加电流接线端子模块,将电能表和负控终端的电流回路串联,实现独立运行,同时计费。更换电能表或负控终端时,可通过调整连接片与电路回路断开,确保换表施工人员安全和计费准确性。

(3)设计可视化连接片,更加直观,方便操作人员进行更换的接线调整及施工检查,避免人为接线错误的发生。

3组合式多功能计量接线盒的设计

3.1组合式多功能计量接线盒整体结构设计

如图1所示,组合式多功能计量接线盒产品的结构设计可分为盒体110和盖体100,盖体盖合于盒体上,盖体内侧设有限位块,限位块包括相互连接的横板102和竖板101,在盖体盖合时使连接片位于预设的正确位置,减少人为疏忽导致的线路错接,从而提高安全性。盒体包括安装层112和分隔层113及隔板111,第一连接器120位于盒体内,并设有若干个位于分隔层内的端子块136,连接片103位于安装层且滑动搭接于第一连接块与端子块136之间:第二连接器130与第一连接器相邻而设,第二连接器同样设有若干个位于分隔层内的端子块、第二连接块和连接片,连接片滑动搭接于第二连接块与端子块之间,滑动安装的连接片用于更换设备时调整线路。相邻两个接线端子之间设置有竖隔板140,竖隔板具有绝缘分隔的作用。第一连接块与第二连接块位于分隔层,有助于人员位于绝缘区域操作,降低触电风险,且连接片和横接片106之间设有拨片104,用于人手动调节连接片的位置以调整线路。

3.2更换电能表时接线图设计

如图2所示,在电能计量过程中,带负荷更换电能表时,对电能计量接线盒内的线路进行调整。移动连接片103,使一号上端子132与一号下端子134断开连接,因而电能表断开与电压的连接,而负控终端的电压连接不变:使三号上端子122与三号下端子126断开连接,同时四号上端子123与四号下端子127从断开变为连接,使电流从四号上端子123输入到负控端子1从而输入至负控终端,而横接片106断开四号上端子123和五号上端子124的连接,使电能表断开与电流回路的连接,从而实现在负控终端保持与电流互感器和电压互感器连接的同时断开电能表的连接,在带负荷更换电能表期间,负控终端能正常计量。

3.3更换负控终端时接线图设计

如图3所示,在电能计量过程中,带负荷更换负控终端时,对电能计量接线盒内的线路进行调整。移动连接片103,使二号上端子133和二号下端子135断开连接,即断开负控终端与电压的连接:使五号上端子124和五号下端子128连接,而六号上端子125和六号下端子129断开连接,断开负控终端的电流连接,使电能表的电流经由电能端子3传递到五号上端子124,进而传递到五号下端子128,电流经过第二电流端子162回到电流互感器内,从而实现在电能表保持与电流互感器和电压互感器连接的同时断开负控终端的连接,在带负荷更换负控终端期间,电能表能正常计量。

3.4同时更换电能表和负控终端时接线图设计

如图4所示,参考图2与图3,在同时更换电能表和负控终端或更换电能计量接线盒时,对电能计量接线盒内的线路进行调整。移动连接片103,使第二连接器内完全断路,断开电能表和负控终端与电压的连接:三号上端子122和三号下端子126断开连接、六号上端子125和六号下端子129断开连接,并使四号上端子123和四号下端子127连接、五号上端子124和五号下端子128连接,由于四号上端子123和五号上端子124之间通过横接片106连接,因此把电能表和负控终端的电流回路短路,使电流不输入至电能表和负控终端,此时电压回路和电流回路不带负载,可对电能表和负控终端或电能计量接线盒进行更换。

4结语

本项目创新设计了一种组合式多功能计量接线盒,能保证在更换电能表或负荷管理终端时,更加安全可靠,减少供电企业的电能损失,做到精细化管理,提高供电企业的供电可靠性和计量准确率,降低线损率:设计的可视化连接片更加直观,方便操作人员进行更换的接线调整及施工检查,确保现场施工人员的人身操作安全,提高现场工作效率。