本實用新型涉及電子電源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于高壓電能表的供電電路。

背景技術(shù)：

根據(jù)高壓電能表國家標準要求，高壓電能表需要接入到6kV～35kV的配電網(wǎng)給高壓電能表供電。

目前國內(nèi)生產(chǎn)的高壓電能表從配電網(wǎng)取得電能有三種方法，第一種是使用磁飽和型電流互感器從高壓電流回路取得二次電壓和二次電流，第二種是使用電磁式電壓互感器從相間電壓取得二次電壓與電流，第三種是從相間高壓電容分壓器取得二次電壓和電流。

其中，第一種方法的主要缺點是存在供電死區(qū)，通常在5％額定一次電流以下時不能保證正常供電，必須配備大容量的可充電電池，第二種方法是傳統(tǒng)的方法，等同于使用降壓變壓器供電，主要缺點是體積和重量都難以減小，阻礙了高壓電能表的小型化，而第三種方法適用于不超過10W的功率輸出，具有體積小，重量輕，造價低的優(yōu)點，容易與現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備融為一體。

但是，根據(jù)第三種方法生產(chǎn)的高壓電容供電電路，有一個使用上的限制，就是只能給安裝在高電位端即三相饋線上的電子電路供電，高壓電能表不能使用在地電位工作的電子電路板上，原因是中國大陸的配電網(wǎng)屬于中性點非有效接地的三相電網(wǎng)，當配電網(wǎng)發(fā)生中性點位移時，相電壓可能是接近于零的電壓與額定電壓因數(shù)電壓之間的某一電壓，以10kV配電網(wǎng)為例，相電壓最低可能是數(shù)十伏，最高可能是12kV，如果使用相電壓供電，高壓電能表的供電可靠性就不能保證，上述的使用條件使高壓電容供電技術(shù)在高壓電能表的應用受到限制，阻礙了高壓電能表技術(shù)向傳感器與集成電路一體化的方向發(fā)展轉(zhuǎn)化。

因此，提出一種解決上述問題的用于高壓電能表的供電電路實為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種用于高壓電能表的供電電路。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下：一種用于高壓電能表的供電電路，包括

三臺高壓電容分壓器，所述三臺高壓電容分壓器的一次接線端子分別接到與配電網(wǎng)匹配的三相饋線上，高壓電容分壓器的接地端子接到配電網(wǎng)的地網(wǎng)上；

三相變壓器，所述三相變壓器的一次繞組與二次繞組按相別分別套在三相變壓器鐵心的三個芯柱上，所述高壓電容分壓器的二次分壓端子對應接到三相變壓器一次繞組的三相輸入端子，所述一次繞組分別與二次繞組、整流二極管、濾波電容及泄放電阻組成三相全波整流電路，三相全波整流電路輸出的直流電壓經(jīng)DC/DC變換后作為高壓電能表電子電路板的供電電源，利用該高壓電容供電電路的高壓電能表，適用于不超過10W的功率輸出，具有體積小，重量輕，造價低的優(yōu)點，容易與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備融為一體，而且，在與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備進行一次與二次設(shè)備融合設(shè)計時，可以把電子電路板安裝在配電網(wǎng)的二次地電位，對于拓寬高壓電能表的應用空間具有重要意義，同時，也能使得高壓電能表的供電性能更加可靠。

進一步的，所述三相饋線中至少兩相與三相全波整流電路連通，供電電路的直流功率輸出設(shè)計為在三相饋線發(fā)生單相斷線狀態(tài)下，能夠滿足高壓電能表電子電路板正常工作需要，在使用中當電源單相斷電的情況下，也不會對三相全波整流電路的供電產(chǎn)生影響。

進一步的，所述三相變壓器各相二次繞組之間采用三角型的接線或星型接線的方式相互連接。

更進一步的，所述三臺高壓電容分壓器與一次繞組之間采用星型接線的方式相互連接。

進一步的，所述二次繞組的數(shù)量是一次繞組數(shù)量的兩倍。

更進一步的，所述整流二極管的數(shù)量與二次繞組數(shù)量相匹配，所述整流二極管與二次繞組相串聯(lián)，通過整流二極管導通后，電容電流進行整流，給濾波電容器充電并流向泄放電阻和供電負荷。當二極管截止時，濾波電容器向泄放電阻和供電負荷放電。

進一步的，所述濾波電容及泄放電阻相互并聯(lián)后與三相變壓器相連接，通過濾波電容及泄放電阻，使得整流后的電流更加穩(wěn)定。

更進一步的，所述三相變壓器各相的二次繞組上設(shè)有中心抽頭，中心抽頭在信號傳送中產(chǎn)生了一個中心點，中心點上下的兩組線圈嚴格對稱，匝數(shù)相等、阻抗相同，避免造成信號失真。

進一步的，所述高壓電容分壓器包括高壓電容、壓敏電阻和低壓電容，所述高壓電容一端連接在三相饋線上，另一端與低壓電容串聯(lián)后接到配電網(wǎng)的地網(wǎng)上，所述壓敏電阻與低壓電容相并聯(lián)，通過高壓電容與低壓電容，使得高壓電能表能通過高壓電路獲取電能。

更進一步的，所述壓敏電阻為氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器是具有良好保護性能的避雷器，能更好的保護低壓電容，利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極??；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果，由于氧化鋅避雷器沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用，使得泄流的效果更加顯著。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案的有益效果是：

(1)本實用新型公開的用于高壓電能表的供電電路，利用該高壓電容供電電路的高壓電能表，適用于不超過10W的功率輸出，具有體積小，重量輕，造價低的優(yōu)點，容易與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備融為一體，而且，在與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備進行一次與二次設(shè)備融合設(shè)計時，可以把電子電路板安裝在配電網(wǎng)的二次地電位，對于拓寬高壓電能表的應用空間具有重要意義，同時，也能使得高壓電能表的供電性能更加可靠性。

(2)本實用新型公開的用于高壓電能表的供電電路，通過高壓電容與低壓電容，使得高壓電能表能通過高壓電路獲取電能。

(3)本實用新型公開的用于高壓電能表的供電電路，通過濾波電容及泄放電阻，使得整流后的電流更加穩(wěn)定。

(4)本實用新型公開的用于高壓電能表的供電電路，由于采用氧化鋅避雷器作為壓敏電阻，因此可以利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極??；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果，由于氧化鋅避雷器沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用，使得泄流的效果更加顯著。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中，從相間高壓電容分壓器取得二次電壓和電流的第一種高壓電容供電原理線路圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中，從相間高壓電容分壓器取得二次電壓和電流的第二種高壓電容供電原理線路圖；

圖3是本實用新型中10kV高壓電能表安裝在二次側(cè)地電位的電子電路板供電的供電電源電路圖。

圖中，1為高壓電容器、2為低壓電容器、3為壓敏電阻、4為全波整流橋、5為濾波電容器、6為泄放電阻、7為小型變壓器、8為ab相一次繞組、9為bc相一次繞組、10為ca相一次繞組、11為ab相二次繞組、12為bc相二次繞組、13為ca相二次繞組、14為ab相整流二極管、15為bc相整流二極管、16為ca相整流二極管。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接連接，可以說兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型的具體含義。下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的說明。

本實施例公開了一種用于高壓電能表的供電電路，包括三臺高壓電容分壓器，三臺高壓電容分壓器的一次接線端子分別接到與配電網(wǎng)匹配的三相饋線上，高壓電容分壓器的接地端子接到配電網(wǎng)的地網(wǎng)上；

三相變壓器，三相變壓器的一次繞組與二次繞組按相別分別套在三相變壓器鐵心的三個芯柱上，所述高壓電容分壓器的二次分壓端子對應接到三相變壓器一次繞組的三相輸入端子，所述一次繞組分別與二次繞組、整流二極管、濾波電容及泄放電阻組成三相全波整流電路，三相全波整流電路輸出的直流電壓經(jīng)DC/DC變換后作為高壓電能表電子電路板的供電電源，利用該高壓電容供電電路的高壓電能表，適用于不超過10W的功率輸出，具有體積小，重量輕，造價低的優(yōu)點，容易與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備融為一體，而且，在與中國大陸的配電網(wǎng)現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備進行一次與二次設(shè)備融合設(shè)計時，可以把電子電路板安裝在配電網(wǎng)的二次地電位，對于拓寬高壓電能表的應用空間具有重要意義，同時，也能使得高壓電能表的供電性能更加可靠。

在本實用新型中三相饋線中至少兩相與三相全波整流電路連通，供電電路的直流功率輸出設(shè)計為在三相饋線發(fā)生單相斷線狀態(tài)下，能夠滿足高壓電能表電子電路板正常工作需要，在使用中當電源單相斷電的情況下，也不會對三相全波整流電路的供電產(chǎn)生影響。

在本實施例中，三相變壓器各相二次繞組之間采用三角型的接線或星型接線的方式相互連接，而三臺高壓電容分壓器與一次繞組之間采用星型接線的方式相互連接，二次繞組的數(shù)量是一次繞組數(shù)量的兩倍，整流二極管的數(shù)量與二次繞組數(shù)量相匹配，所述整流二極管與二次繞組相串聯(lián)，通過整流二極管導通后，電容電流進行整流，給濾波電容器充電并流向泄放電阻和供電負荷。當二極管截止時，濾波電容器向泄放電阻和供電負荷放電。

此外，濾波電容及泄放電阻相互并聯(lián)后與三相變壓器相連接，通過濾波電容及泄放電阻，使得整流后的電流更加穩(wěn)定，三相變壓器各相的二次繞組上設(shè)有中心抽頭，中心抽頭在信號傳送中產(chǎn)生了一個中心點，中心點上下的兩組線圈嚴格對稱，匝數(shù)相等、阻抗相同，避免造成信號失真，而高壓電容分壓器包括高壓電容、壓敏電阻和低壓電容，所述高壓電容一端連接在三相饋線的其中一相上，三臺高壓電容分壓器分別連接a相、b相和c相，高壓電容分壓器的另一端與低壓電容串聯(lián)后接到配電網(wǎng)的地網(wǎng)上，所述壓敏電阻與低壓電容相并聯(lián)，通過高壓電容與低壓電容，使得高壓電能表能通過高壓電路獲取電能，其中，壓敏電阻為氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器是具有良好保護性能的避雷器，能更好的保護低壓電容，利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果，由于氧化鋅避雷器沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用，使得泄流的效果更加顯著。

如圖1所示，高壓電容器1與低壓電容器2串聯(lián)組成電容分壓器，接在相電壓饋線A和B上，壓敏電阻3與全波整流橋4的交流輸入端子并接在低壓電容器兩端，全波整流橋的直流輸出端子并接濾波電容器5和泄放電阻6，當?shù)蛪弘娙萜鲀啥穗妷航^對幅值超過濾波電容器的電壓加上整流二極管的正向壓降電壓時，二極管導通，電容電流流入整流橋，給濾波電容充電并流向泄放電阻和供電負荷。當?shù)蛪弘娙萜鲀啥穗妷航^對幅值低于濾波電容器5的電壓時，二極管截止，濾波電容向泄放電阻和供電負荷放電。

現(xiàn)有設(shè)計的電路，可以提供高達數(shù)百伏的直流電壓輸出，而實際需要的直流供電負荷只有10V量級，為了提高供電效率，需要使用高壓DC/DC模塊作為圖1的供電負荷，把數(shù)百伏的直流電壓變換為10V量級的直流電壓，如果有足夠的安裝空間，也可以如圖2所示，在整流橋交流輸入端口與電容分壓輸出端口之間插入一臺小型變壓器7，使得整流效果更好，但是，上述的高壓電容供電電路有一個使用上的限制，就是只能給安裝在高電位端即三相饋線上的電子電路供電，高壓電能表不能使用在地電位工作的電子電路板。

如圖3所示，本實用新型公開的用于高壓電能表的供電電路，使用Y0接線的三臺高壓電容分壓器配合一臺Δ/Y0接線的小型三相變壓器供電，三臺高壓電容分壓器的一次接線端子分別接到配電網(wǎng)的A、B、C相饋線上，接地端子N接到配電網(wǎng)的地網(wǎng)上，二次分壓端子對應接到三相變壓器一次繞組的三相三線輸入a、b、c端子，三相變壓器各相二次繞組有中心抽頭，6個二次繞組與6只整流二極管和一只濾波電容及一只泄放電阻組成三相全波整流電路，其中，高壓電容器1是額定電壓10kV，額定電容量10nF的金屬箔有機膜電力電容器，低壓電容器2是額定電壓1kV，額定電容量100nF的金屬箔有機膜電力電容器，壓敏電阻3是額定電壓2kV的氧化鋅避雷器，濾波電容器5是一只額定電壓50V，標稱電容量2000μF的電解電容器，泄放電阻6是一只阻值2kΩ，功率1W的金屬膜電阻器，額定功率25W的小型三相變壓器的ab相一次繞組8、bc相一次繞組9、ca相一次繞組10與ab相二次繞組11、bc相二次繞組12、ca相二次繞組13按相別分別套在三相變壓器鐵心的三個芯柱上，各相的一次與二次繞組額定電壓比均為1000V/20V，而ab相整流二極管14與ab相二次繞組11相連接、bc相整流二極管15與bc相二次繞組12相連接、ca相整流二極管16與ca相二次繞組13相連接，按以上參數(shù)制造的10kV三相高壓電容供電電源的直流電壓輸出范圍是12V～23V，最大輸出功率5W，單相斷線時仍可輸出3W功率，能夠滿足高壓電能表電子電路板對工作電源的要求。

在實際應用中，三相饋線的相線一端與高壓電容器相連接，低壓電容器一端與高壓電容器連接，另一端與高壓電容器相連，而壓敏電阻3并聯(lián)在低壓電容器外側(cè)，壓敏電阻3通過與低壓電容并聯(lián)，使得高壓電能表能通過高壓電路獲取電能，在本實用新型中，壓敏電阻能更好的保護低壓電容，利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極??；當過電壓作用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達到保護的效果，由于氧化鋅避雷器沒有放電間隙，利用氧化鋅的非線性特性起到泄流和開斷的作用，使得泄流的效果更加顯著，可以達到穩(wěn)定供電的目的，而ab相一次繞組8、bc相一次繞組9、ca相一次繞組10與壓敏電阻相連后，在確保三相饋線的其中兩相通電的情況下，也可保證饋線向電子電路板提供的交流電滿足工作需要的電源。

在三相變壓器各相二次繞組有中心抽頭，6個二次繞組與6只整流二極管和一只濾波電容及一只泄放電阻組成三相全波整流電路，其中，每兩個二次繞組感應一個一次繞組的電力，而分別與二次繞組相連接的整流二極管，分別對三相饋線所輸出的電壓進行單向?qū)?，確保電流的輸送，而額定電壓為50V的濾波電容器5，可以對電路中波峰過高或過低的電容實現(xiàn)過濾，只選取波峰適中的電流進行供電，起到濾波的作用，交流電經(jīng)過濾波后，轉(zhuǎn)化為直流電，泄放電阻6對濾波電容的電量進行泄放控制，使其根據(jù)需要釋放電量，提供高壓電容供電電路的供電。

圖中，描述位置關(guān)系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。