[发明专利]自动控制电流互感器变比转换的高、低压电能计量装置

权利要求书

1、一种自动控制电流互感器变比转换的高、低压电能计量装置，在具有根据计量点电压等级，一次母线负荷电流量按“电能计量装置管理规程”和计量方式的要求，配置电流互感器、电压互感器、电能表使用规格，并且一、二次回路及其连接件组成电流、电压回路一、二次线圈串联、并联的电能计量装置，计量被测一次母线中大小变化负荷的有功、无功和其他电度数。本发明特征在于：该装置还具有

(a)分别由两组相同规格的高压或低压电能表，两组由两对或叁对一次额定电流相差五分之一左右，二次额定电流相同的高压或低压电流互感器，机械式转换器组和电路件，在一次母线各相输入端，和两组不同变比电流互感器组各相一次侧输入端中间，连接一组机械式转换器组，转换接在各相一次侧不同变比电流互感器组各相一次侧通或断交替状态的转换，互感器组输出端各相并联点接一次母线各相输出端，两组相同规格的高压或低压电能表的各相电流回路分别串联在不同变比各相电流互感器二次侧，电压回路各相共同并联在一次母线电压互感器二次侧各相上或直接并联在低压一次母线各相上，转换器组两头的致动件的电磁线圈通过控制电缆线和电路件中的插座连接。

(b)电路件由三级电路组成：第一级有一次母线负荷电流采样转换成直流信号电压电路和直流稳压电路，其中装在一次母线上的采样电流互感器二次电流输入中间电流互感器一次侧线圈形成闭合回路，中间电流互感器二次侧线圈并接一个小电阻实现电流→电压转换，输入到桥式整流电路输入端，输出端并联接可调电位器两端，可调电位器中间抽头和地端并联滤波电容器、稳压管各一只，交流信号电压经整流、滤波、限幅后送下一级信号输入端。另有电网来的低压电源经降压变压器变换成弱电压，又经桥式整流、滤波、三端稳压器稳压，送下一级电路，作为工作电压。第二级：为集成块电压比较电路和集成块延时电路，从上级输入的信号电压和本级前电路时基电路集成块电压比较电路的基准电压进行比较来控制后电路电阻和电容器串联组成充放电，电容器两端电压的高低控制后电路时基电路集成块再控制微型继电器触点的闭合或打开。第三级为控制电路，当上一级电路微型继电器吸合或释放，使微型继电器触点闭合或打开，同时也使串联在该触点交流接触器的电磁线圈跨接在低压交流电源两端的交流接触器吸合或释放，使分别串联在交流接触器的常闭和常开触点后，跨接在低压交流电源两端的两个插座交替接通低压交流电源。

(c)机械式转换器组，按计量方式要求，需要取两相或叁相负荷电流测量情况的，由两个或叁个单元机械式转换器和致动件配合组成，每个单元机械式转换器结构相同，安装在同一块硬聚氯乙烯绝缘板上，每个单元机械式转换器的之间以及和致动件之间，彼此电气绝缘，相互之间间隔大小，按使用在具体电能计量点、电压等级高低照“高、低压电器设计手册”“JB911-66”电气间隙要求有所不同。单元转换器由叁个几何形状尺寸相同的部件，按一定间隔，相互绝缘排成一字型，固定在绝缘板上，部件各零件尺寸和叁个部件安装间隔大小，允许通过的负荷电流大小和致动件最大行程按使用在具体电能计量点额定电流量和转换性能要求来选择。此部件由一块长条铜板下静触片上套装型铁支架，铁支架外两头通过铜螺丝固定在绝缘底板上，此固定螺丝又是接线端，铁支架内两边用螺杆穿过绝缘底板，下静触片，套上铜套筒，铜套筒并能自由围绕螺杆转动，再套上静触片、压簧、压簧调节锣帽，穿过铁支架用锣帽固定，上静触片两头用软铜片连接在接线端上，长方形活动杆用硬聚氯乙烯绝缘材料做成，中间一段四面嵌入铜外壳，穿过三个部件的上、下静触片和两边的铜套筒围成的长方形内孔，组成一个单元转换器，对活动杆一端耐加一定推力，能使活动杆在三个支架内直线运动，并和上、下静触片接触，三个部件的压簧调节锣帽，可调节压簧上静触片对活动杆的压力。由上述相同结构两个或叁个单元转换器按纵队排列，相互之间有一定间隔，用接线柱固定在同一板绝缘板上的并绝缘板四角用螺丝固定在前、后致动件通过螺丝固定在铁板上的两个致动件中间，铁板和绝缘板之间有一定空隙，并且平面平行，每个单元转换器活动杆前、后端顶部用前、后连接板分别连接在前、后连杆的两端和中间位置，前后连杆中间位置上的连接板另一头用螺丝连接前、后致动件的前、后拉力杆的顶端，使前、后拉力杆和接有叁个单元转换器位于中间转换器的活动杆在一个平面的直线上，并且和其他两根活动杆相互平行，只有两个单元转换器的，只是少安装叁个单元转换器的组成的转换器组中间位置单元转换器。前、后连杆用硬聚氯乙烯材料做成。当前或后致动件电磁线圈得电，后或前致动件电磁线圈失电，其前或后致动件其内拉力杆向蔽口内吸合，并直接带动前或后连杆，通过前或后连杆带动每个单元转换器活动杆也同方向，同步直线运动，到致动件最大行程停止运动，使每个单元转换器前或后接线端通过活动杆上铜外壳和中间接线端金属元件相互接触，能使电气性能上短路、或者因为铜外壳的有限长度运动到另一头，使后或前接线端和中间接线端因活动杆上绝缘体隔离，电气性能是开路。

(d)两组相同规格的高压或低压电能表和两组由两对或叁对一次容量相差五分之一左右，二次容量相同，不同变比的高压或低压电流互感器；是按使用在电能计量点测量需要是取两相或叁相负荷电流，电能计量点电压等级和一次额定电流量来配置。例如：一次额定电流300安培容量的，配300/5A电流互感器的2只或3只，再按1/5一次电流量配60A/5A电流互感器的2只或3只，用300/5A和60/5A组成一对的2对或3对，和用两个或叁个单元机械式转换器组成的转换器组配合使用。每相需测量的一次母线输入端，分别接每个单元转换器位于中间配件接线端，位置后的接线端接每对大变比例如：300/5A电流互感器一次侧输入端，位置前的接线端接每对小变比，例如：60/5A电流互感器一次侧输入端，每对大、小变比电流互感的一次侧输出端并联接在每相一次母线输出端上，两组相同规格的高压或低压电能表，由相同的规格的有功、无功，复费率电能表等按计量方式和计量点电压等级需要选择组合，其中一组电能表每相电流元件串联在每对大变比电流互感器组二次侧回路，另一组每相电流元件串联在每对小变比电流互感器组二次侧回路，两组电能表的每相电压元件的电压回路共同并联在电压互感器二次侧或直接并联在一次母线各相上。当后致动件电磁线圈失电，前致动件电磁线圈得电，拉力杆向蔽口内吸合，带动前连杆，活动杆到停止，一次母线各相电流从各个单元转换器中间接线端输入，通过活动杆上铜外壳从前接线端，每对的小变比电流互感器一次侧输入端输入，从每对电流互感器一次侧并联输出端到一次母线各相输出端输出，每对的小变比电流互感器二次侧分别串联电能表组各相电流线圈得电计量电能。当前致动件电磁线圈失电，后致件件电磁线圈得电，拉力杆向蔽口内吸合，带动后连杆、活动杆，到停止。各相电流也是从各个单元转换器中间接线端输入，通过活动杆上铜外壳，从后接线端到每对电流互感器的一次侧输入端输入，从每对电流互感器一次侧并联输出端到各相一次母线输出端输出，每对大变比电流互感器二次侧得到二次电流，连接在每对大变比电流互感器电能表组各相电流线圈得电计量电能。

2、根据权利要求1所述的一种自动控制电流互感器变比转换的高、低压电能计量装置，其特征是：

（e）电路件第一级，采样电流互感器规格和电能计量配置的大变比电流互感器规格一样。经W₇₈₀₇稳压输出的工作电流7V，中间电流互感器二次电压与一次电流有线性关系，但当一次电流超过4/5左右以上的额定电流一直到一次电流最大值时中间电流互感器铁芯饱和，使二次电压不致过大，这样减少铁芯体积，又可以减轻对后续电路的过电压、过负荷要求，又经W₁2CW₅₉限幅，再次减轻后续电路压力。第二级，集成块为NE₅₅₅时基电路集成块，当上级采样电流互感器二次电流上升但小于1安培以下，也是一次额定电流量五分之一以下时经中间电流互感器转换，整流、输出的直流信号电压输入到IC₁6脚、2脚信号电压分别小于基准电压2/3V_dd、1/3V_dd、IC₁7脚关断，C₃充电，时间常数2分钟后，IC₂6脚、2脚电压大于基准电压2/3V_dd、IC₂7脚导通，跨接在IC₂7脚和工作电源正极上继电器K₁（JRx-13F-1/006）得电，触点K_1-1接通，由于其触点与另一继电器K₂（JTx-Ac）电磁线圈是串联跨接在电网来的低压交流电源两级，使K₂得电，同时，因其常开触点K_2-2闭合，又使和常开触点K_2-2串联，跨接在低压交流电源两级的插座CZ₂带电。当采样电流互感器二次电流上升到1安培以上时，输入到IC₁6脚、2脚信号电压大于基准电压2/3V_dd、1/3V_dd、IC₁7脚导通，C₃上电压通过7脚对地迅速放电，使IC₂2脚电压小于1/3V_dd使IC₂7脚关断，使继电器K₁失电，其触点K_1-1断开，使串联在其触点继电器K₂跨接在低压交流电源两级电磁线圈失电使常闭触点K_2-1接通，同时，因其常闭触点K_2-1串联跨接在低压交流电源两级的插座CZ₁带电。

（f）机械式转换器组，额定行程在30毫米以上，通电率100%，也可选用MZS₁系列制动电磁铁，活动杆前或后直线运动最大距离是前或后致动件吸合行程，转换器组的每根活动杆上的铜外壳同步随活动杆从一头同步直线运动到另一头停止，能使每个单元转换器中部件的前、中、后接线端相互之间因活动杆上铜外壳接触和脱离，电气性能上关系由前或后接线端和中间接线端短路→三个接线端短路→前或后接线端和中间接线端开路→后或前接线端和中间接线端短路。活动杆、前、后连杆，底座板用硬聚氯乙烯材料或其他绝缘材料做成。

（g）计量电能表选用D₈或D₈₆系列，按计量点电压等级不同，选用适合计量点电压等级的高、低压电流互感器。本发明又可按“DL447-91”电能计量柜要求，安装在PJ系列整体式，高、低压电能计量柜内如“PJ₁-D”电能计量柜，下部对开门的箱体内，适合于交流50HZ，额定电压0.38-10KV，额定电流100-1000A。本发明还可配合目前我国广泛采用的油浸自冷式JLSJW型和其它厂家生产的户外组合型高压电力计量箱形式，适合电压35KV-6KV，初级电流20-6000A，加大计量箱箱体和仪表箱体积，按权利要求1所述各条，把机械式转换器组安装在计量箱箱体内，电路件需要的低压交流电源可直接用计量箱内高压一次母线电压用降压变压器降压使用，电路件和计量用的两组电能表，安装在仪表箱内，组成户外结合型自动转换电流互感器变比高压电力计量箱。