專利名稱：自動控制電流互感器變比轉(zhuǎn)換的高、低壓電能計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力部門戶內(nèi)和戶外，高、低壓電能計(jì)量裝置，主要是對高或低壓一次母線和高或低壓電流互感器組的一次側(cè)連接，電流互感器組，電壓互感器組二次回路和計(jì)量電能表組連接作改進(jìn)。以下“電流互感器”簡稱“CT”。
現(xiàn)有的電能計(jì)量裝置內(nèi)計(jì)量用的CT和電能表規(guī)格配置，供電部門是按“電能計(jì)量裝置管理規(guī)程DL448-91中3.6條、3.7條要求使用一組兩只或叁只一種變比CT和一組有功、無功、復(fù)費(fèi)率電能表等配置方法，因CT存在誤差，當(dāng)負(fù)荷電流低于CT標(biāo)定值10％時，比差增加一倍，如低于10％以下時，其比差在幾倍以上，有的高達(dá)幾十倍，而且都是負(fù)值。感應(yīng)式電能表，也有一個明顯輕載失電缺陷，就是使用目前D86系列寬負(fù)荷電能表，也有低于15W以下時，也失去計(jì)數(shù)功能。采用上述的配置方法，計(jì)量實(shí)際負(fù)荷電流小于30％以下，特別是小于10％以下，計(jì)量裝置計(jì)量電能準(zhǔn)確性下降，超過了計(jì)量裝置允許的計(jì)量誤差范圍。在我國每年缺電約15-20％，全國各地“三電辦”采用拉閘限電辦法暫時緩解缺電的不足，首當(dāng)其沖的都是工業(yè)用電大戶，甚至給一些用戶采用保安用電辦法來避開用電高峰。(摘自93年10月10日“人民日報(bào)”電力—中國經(jīng)濟(jì)又一個“瓶頸”)江西用電最大峰谷差93年76.3萬千瓦，且峰谷差是呈增大超勢(引自“江西電力簡訊”93.4期)，有些用戶用電性質(zhì)決定日負(fù)荷率很低，這樣上述情況，電能計(jì)量裝置經(jīng)常處在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)情況就顯得更特出。
本發(fā)明的目的，在按國家“DL448-91”、“JJG307-88”“JJG313-83”、“JJG314-83”的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程下，在于避免現(xiàn)有測量方法的不足之處而改進(jìn)可在計(jì)量點(diǎn)連接供電情況下，能按高、低負(fù)荷電流兩種情況自動轉(zhuǎn)換CT變比，分別計(jì)量輕、重負(fù)荷電能，又適合現(xiàn)有測量方法的一種自動控制電流互感器變比轉(zhuǎn)換的，高、低壓電能計(jì)量裝置。
本發(fā)明的目的，可以通過以下措施來達(dá)到本發(fā)明由兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表，兩組由兩對或叁對，一次電流相差1/5左右，二次電流相同，不同變比的高壓或低壓CT，機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組和電路件，并與現(xiàn)有測量方法相結(jié)合而組成。電路件第一級由一次母線負(fù)荷電流采樣轉(zhuǎn)換成直流信號電壓電路和直流穩(wěn)壓電路組成。目的是為了獲取一個受負(fù)荷電流變化的信號電壓和不受負(fù)荷電流變化的恒定工作電壓也是基準(zhǔn)電壓。前者電路中，從一次母線安裝的采樣CT二次側(cè)輸入的電流，經(jīng)中間電流互感器一次側(cè)閉合，在二次側(cè)并聯(lián)電阻兩端得到交流信號電壓，完成電流→電壓的轉(zhuǎn)換，通過橋式整流、濾波的直流信號電壓送下級電路檢則，后者電路，取之電網(wǎng)來的交流低壓電源經(jīng)變壓器降壓，橋式整流、濾波、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后送下級電路作為工作電源。第二次，為集成塊電壓比較電路和集成塊延時電路。從上級輸入的信號電壓大小和前者電路集成塊基準(zhǔn)電壓相比較，使放電端關(guān)斷或?qū)▉砜刂坪笳唠娐?，串?lián)后跨接在工作電源兩端電阻和電容器充放電過程，通過電容器兩端充電或放電電壓高低達(dá)到控制本電路集成塊放電端導(dǎo)通或關(guān)斷，使接在放電端和工作電源正極的微型繼電器電磁線圈得電或失電，使其觸點(diǎn)的閉合或打開。第三級為控制電路，當(dāng)微型繼電器吸合或釋放，帶動觸點(diǎn)閉合或打開，使和其觸點(diǎn)串聯(lián)后跨接在低壓交流電源兩端的交流接觸器同時閉合或打開來控制接在交流接觸器常閉和常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)跨接在同一低壓交流電源兩端的兩個插座交替接通或斷開低壓交流電源。由于轉(zhuǎn)換器組前、后致動件中的電磁線圈通過電纜插頭分別和兩個插座相連的，所以，前、后致動件電磁線圈只有一個得電產(chǎn)生磁力，使前或后致動件拉力桿吸合，而另一個拉力桿釋放。機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，由兩個或叁個相同的單元機(jī)械式轉(zhuǎn)換器按縱隊(duì)排列，并之間有一定間隔，安排在同一塊絕緣板上，每個單元轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)有3個完全相同的部件，也按一定間隔排成一字型用銅螺絲固定在絕緣板上，部件由長條銅板下靜觸片上套裝 型鐵支架，鐵支架兩頭通過銅螺絲固定在絕緣板上的，此固定銅螺絲接線端，鐵支架內(nèi)兩邊螺桿從下穿過絕緣底板，下靜觸片，再套上銅套筒，上靜觸片、壓簧、壓簧調(diào)節(jié)螺帽，穿過鐵支架用螺帽固定，上靜觸片兩頭用軟銅片連接在接線端上，長方形活動桿由硬聚氯乙烯絕緣材料做成，中間四面嵌入銅外殼，活動桿穿過三個部件的，上、下靜觸片和兩邊螺桿上的銅套筒組成的長方形內(nèi)孔，組成了一個單元轉(zhuǎn)換器，由兩個或叁個這單元轉(zhuǎn)換器已縱隊(duì)排列用銅螺絲固定在同一塊絕緣板上的絕緣板四角再用螺絲固定在用螺絲固定在鐵板上的兩個致動件中間位置，絕緣板和鐵板平面平行，并有一定空隙，兩根或叁根單元轉(zhuǎn)換器活動桿前、后兩端頂部，用連接板分別連接在前、后連桿兩端或兩端和中間位置，位于單元轉(zhuǎn)換器前、后致動件的拉力桿的頂部，用螺絲固定在前、后連桿中間位置，并且兩根或叁根活動桿和拉力桿在一個平面上相互平行組成機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，前、后致動件中的電磁線圈通過電纜插頭和兩個插座分別連通。上述轉(zhuǎn)換器組具有兩個或叁個單元轉(zhuǎn)換器的和兩組由兩對或叁對一次電流相差1/5，二次電流相同的高壓或低壓CT對應(yīng)配合，每相需測量的一次母線輸入端分別接每個單元轉(zhuǎn)換器中間接線端，后接線端接每對大變比CT一次側(cè)輸入端，前接線端接每對小變比電流互感器一次側(cè)輸入端，每對大小變比CT一次側(cè)輸出端并聯(lián)后接在每相一次母線輸出端上，兩組不同變比CT組，二次側(cè)分別和兩組電能表的各相電流線圈串聯(lián)，電壓線圈各相電壓，并聯(lián)在高壓電壓互感器二次側(cè)或直接并聯(lián)在低壓一次母線各相上。當(dāng)采樣電流互感器二次側(cè)電流送入電路件中經(jīng)控制，使轉(zhuǎn)換器組前或后致動件的拉力桿向蔽口內(nèi)吸合，而后或前拉力桿釋放，帶動前或后連桿，活動桿到停止，使串聯(lián)在一次母線各相上轉(zhuǎn)換器組的接線端，大或小變比CT一次側(cè)線圈通過轉(zhuǎn)換器組活動桿上的銅外殼連接，達(dá)到連續(xù)供電，又能按采樣信號大小改變CT變化，使用兩組電能表分別計(jì)量和大小變比CT組成的電能計(jì)量回路的電能。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達(dá)到，在第一級，一次母線負(fù)荷采樣轉(zhuǎn)換成直流信號電壓電路中，整流后信號電壓并聯(lián)一只可調(diào)電位器，起可調(diào)制的作用。第二級，電壓比較電路集成塊控制端和觸發(fā)端的信號電壓分別從兩個并聯(lián)在信號端的可調(diào)電阻中間抽頭引入，起到能在負(fù)荷電流上升和下降到同一幅度時，使放電端導(dǎo)通或關(guān)斷，還設(shè)置了CT充放電延時，防止沖擊負(fù)荷對機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組動件過頻繁影響。在兩塊集成塊控制端分別接入電容器對地，防止外界干擾。每個單元轉(zhuǎn)換器上還設(shè)置了壓簧調(diào)節(jié)螺帽，調(diào)節(jié)上靜觸片對活動桿的壓力。本發(fā)明對比現(xiàn)有電能計(jì)量裝置計(jì)量方法，由于在一次回路增加了機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，電路件，兩組電能表和兩組不同變比電流互感器組相結(jié)合組成電能計(jì)量裝置，能在一次母線連續(xù)供電情況下，按一次母線負(fù)荷電流的高低自動轉(zhuǎn)換CT的變比，使CT和電能表運(yùn)行在最小計(jì)量誤差的范圍，達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確目的。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對本發(fā)明再作詳細(xì)說明

圖1是本發(fā)明計(jì)量裝置中電路件電原理2是本發(fā)明計(jì)量裝置中，單元轉(zhuǎn)換器正面3是本發(fā)明計(jì)量裝置中，單元轉(zhuǎn)換器側(cè)面4是本發(fā)明計(jì)量裝置中，轉(zhuǎn)換器組安裝示意5是本發(fā)明計(jì)量裝置中，取叁相測量電流的低壓計(jì)量方式計(jì)量電能原理6是本發(fā)明計(jì)量裝置中，取兩相測量電流的高壓計(jì)量方式計(jì)量電能原理圖由圖1可知本發(fā)明電路件，第一級電流采樣電路和直流穩(wěn)壓電路，前電路取樣電流互感CT1(300/5ALQG-0.5)的二次電流通過K′2、K′1接線柱引入中間電流互感器L8一次側(cè)形成閉合回路，二次側(cè)和電阻R1并聯(lián)兩端壓降輸入由D1-D4組成的橋式整流電路，輸出的直流信號電壓跨接在電解電容器C1，穩(wěn)壓二極管W1(2CW59)兩端后輸出到下級電路。從電網(wǎng)來的交流低壓電源，標(biāo)稱電壓220V，從接線柱5、6兩端引入降壓變壓器T2一次側(cè)，二次側(cè)接橋式整流電路D5-D8，輸出端并聯(lián)濾波電容器C5、C6后并聯(lián)在三端穩(wěn)壓器W7807，1、2端，2端接地，三端穩(wěn)壓器2、3端又并聯(lián)電容器C7再次濾波，輸出、輸出端Vdd對地的直流電壓7V，第二級，比較和延時電路中，IC1、IC2為時基電路集成塊NE555，用可調(diào)電位器WR2電阻R2和可調(diào)電位器WR3、R3分別串聯(lián)后，并聯(lián)跨接在信號電壓兩端，兩個可調(diào)電位器上端并聯(lián)點(diǎn)接信號電壓輸入端V。電位器中間抽頭分別接IC12腳、6腳，電阻R4和電解電容器C3串聯(lián)后跨接在工作電流7V上，電阻R4一端接Vdd，串聯(lián)點(diǎn)接IC17腳，另一頭接后電路集成塊IC26腳、2腳并聯(lián)點(diǎn)上，IC1、IC2的4腳、8腳，接工作電源Vdd點(diǎn)上，5腳分別經(jīng)電容器C2、C4接地，防止外界干擾，1腳直接接地，IC27腳接微型繼電器(JRX-13F-1/006)電磁線圈一頭，另一頭接工作電源Vdd上，當(dāng)K′2、K′1輸入的采樣二次電流在1安培以下時，經(jīng)第一級電路、電流→電壓轉(zhuǎn)換，輸入到第二級電路中的IC16腳、2腳對地電壓分別小于2/3Vdd、1/3Vdd、IC17腳關(guān)斷，工作電壓通過電阻R4向電容器C3對地充電，時間常數(shù)2分鐘后，C3上充電壓也是IC26腳、2腳電壓大于2/3Vdd、IC27腳導(dǎo)通，跨接在工作電源Vdd和IC27腳的微型繼電器K2(JRX-13F-1/006)電磁線圈得電動作，常開觸點(diǎn)J1-1閉合。當(dāng)K′2、K′1輸入的采樣二次電流在1安培以上時，經(jīng)第一級電路電流→電壓轉(zhuǎn)換，輸入到第二級電路中的IC16腳2腳對地電壓分別大于2/3Vdd、1/3Vdd、IC17腳導(dǎo)通，C3上的電容電壓迅速通過IC17腳對地放電為零，使IC26腳、2腳電壓小于1/3Vdd、IC27腳關(guān)斷，跨接在IC27腳和工作電源兩端微型繼時器K2失電，使常開觸點(diǎn)J1-1恢復(fù)斷開狀態(tài)。第三級控制電路中，J2交流接觸器(JTX-2Z)與其觸點(diǎn)J1-1串聯(lián)并跨接在降壓變壓器T2一次側(cè)，5、6接線柱從電網(wǎng)來的低壓220V交流電源接在5、6接線端。從接線端5、6輸入的220V交流電流通過J2的J2-1常閉觸點(diǎn)，并聯(lián)在插座CZ1兩端，220V交流電源也通過J2的J2-2常開觸點(diǎn)并聯(lián)在插座CZ2兩端，當(dāng)繼電器J2得電，常開觸點(diǎn)J2-2閉合，220V交流電源通過J2的J2-2觸點(diǎn)使插座CZ2帶電，當(dāng)繼電器J2失電，J2-1觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，220V交流電源通過觸點(diǎn)J2-1觸點(diǎn)使插座CZ1帶電。
由圖2可知本發(fā)明單元轉(zhuǎn)換器的其中每個部件都由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成，由兩根螺桿10從絕緣底板1底面穿過，套裝下靜觸片3分別套裝一個銅套管5、上靜觸片6、又分別套裝一個壓簧7，調(diào)節(jié)螺帽8，穿過型鐵支架9頂部，用螺帽固定，下靜觸片3，鐵支架9兩頭，通過接線柱2.1固定在絕緣板1上，上靜觸片6兩頭和兩個接線柱2.1，用軟銅片4連接，上、下靜觸片6、3和套在螺桿10上的兩個銅套筒5圍成的長方形內(nèi)裝上一根活動桿12，活動桿12中間一段外四面嵌入銅外殼11，活動桿12厚度大于銅套筒5高度3毫米，寬度小于兩個套裝在螺桿10上銅套筒之間距離1毫米，在螺桿10上的銅套管5之間以0.2毫米間隙活動配合并能圍繞螺桿10自由轉(zhuǎn)動，以減少活動桿12直線運(yùn)動時的側(cè)面摩擦力。
由圖3可知本發(fā)明轉(zhuǎn)換器組中的單元轉(zhuǎn)換器由三個相同尺寸形狀的部件，27.1、27.2、27.3排成一字型，并之間間隔相等，例如電流互感器配300/5A，間隔30毫米，排在一條直線上，用接線端2.1、2.2、2.3固定在絕緣板1上，三個鐵支架前后最寬長度是108毫米，活動桿12.2中間嵌的銅外殼11.1長92毫米嵌入的銅外殼和用聚氯乙烯材料做的活動桿平面平整、光滑，活動桿長200毫米，活動桿12.2穿過三個部件27.1、27.2、27.3中的上、下靜觸片6、3之間并能直線來回運(yùn)動。
由圖4可知，本發(fā)明機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，按計(jì)量方式取叁相測量電流的，由叁個單元轉(zhuǎn)換器24、25、26按縱隊(duì)排列，通過接線端固定在絕緣板上的，選擇好尺寸使三個單元轉(zhuǎn)換器活動桿12.1、12.2、12.3前頭部絕緣體用前連接板15.1、15.2、15.3用螺比連結(jié)在前連桿14上，前致動件22安置在前連桿14前方并用螺絲固定在鐵板29上，并且前連接板15.2另一頭頭部用螺絲和前拉力桿17頭部固定在一起，前后致動件22、23規(guī)格(MQ-25N行程30毫米，額定電壓220V，通電率100％)三個單元轉(zhuǎn)換器活動桿12.1、12.2、12.3后頭絕緣體頭部用后連接板18.1、18.2、18.3并用螺絲連接在后連桿13上，并且后連接板18.2另一頭用螺絲和后拉力桿16頭部固定在一起，后致動件23、安置在后連桿13后方并用螺絲固定在鐵板29上，絕緣底板1，四角用螺絲28固定在鐵板29上，并且相互水平面平行。轉(zhuǎn)換器組電氣間隔按“高低壓電氣設(shè)計(jì)手冊”、“JB911-66”要求。當(dāng)前致動件22的電磁線圈得電，后致動件23的電磁線圈失電時，前拉力桿17拉動前連桿14，帶動活動桿12.1、12.2、12.3到行程結(jié)束，使每個單元轉(zhuǎn)換器的前接線端2.42.1、2.7和中間接線端2.5、2.2、2.8分別通過銅外殼11.2、11.1、11.3同時分別可使電氣性能上短路，使后接線端2.6、2.3、2.9和中間接線端2.5、2.2、2.8同時分別電氣性能上開路。當(dāng)后致動件23的電磁線圈得電，前致動件22的電磁線圈失電時，后拉力桿16拉動后連桿13帶動每個單元轉(zhuǎn)換器的活動桿12.1、12.2、12.3到行程結(jié)束，使前接線端2.4、2.1、2.7和中間接線端2.5、2.2、2.8同時分別可使電氣性能上開路，使后接線端2.6、2.3、2.9和中間接線端，2.5、2.2、2.8同時分別可使電氣性能上短路。
從上圖2、圖3、圖4詳述得出按上述其中一種配置方法，轉(zhuǎn)換器組三根活動桿最大的前后直線運(yùn)動距離30毫米，也是致動件最大行程，活動根最大直線運(yùn)動距離過程中，因活動桿上的三個銅外殼長92毫米是單元轉(zhuǎn)換器的前后部件側(cè)面寬度中點(diǎn)兩點(diǎn)間的直線距離，所以，三根活動桿帶動三個銅外殼最大前后直線運(yùn)動距離過程中，使三個單元轉(zhuǎn)換器的前、中、后三個接線端之間接觸同時分別電氣性能上相互轉(zhuǎn)換是前或后接線端和中間接線短路→三個接線端短路→前或后接線端和中間接線開路→后或前接線端和中間接線端短路。
由圖5可知本發(fā)明使用在三相四線制電能計(jì)量，采用三個單元轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器組。例如CT3、CT7、CT5大變比電流互感器，取300/5A規(guī)格，按大變比CT一次電流的1/5是60A、CT2、CT6、CT4小變比電流互感器，取60/5規(guī)格。CT2和CT3、CT6和CT7、CT4和CT5三對電流互感器，分別一次側(cè)輸出端L2并聯(lián)，接點(diǎn)M1、M2、M3分別連接一次輸出母線A′B′C′相上，電能表DT86-1，A元件電流線圈輸入端、輸出端和CT2二次側(cè)K1、K2、端串聯(lián)，B元件電流線圈輸入端輸出端和CT6二次側(cè)K1、K2端串聯(lián)，C元件電流線圈輸入端輸出端和CT4二次側(cè)K1、K2端串聯(lián)。電能表DT86-2，A元件電流線圈輸入端、輸出端和CT3二次側(cè)K1、K2端串聯(lián)，B元件電流線圈輸入端、輸出端和CT7二次側(cè)K1、K2端串聯(lián)，C元件電流線圈輸入端、輸出端和CT5二次側(cè)K1、K2端串聯(lián)。電能表DT86-1、DT86-2，電壓元件的a、b、c、o相分別并聯(lián)在一次母線A′B′C′O′相上，CT2、CT3、CT6、CT7、CT4、CT5、的一次側(cè)輸入端L1用電纜分別連接轉(zhuǎn)換器組，前、后接線端2.4、2.6、2.1、2.3、2.7 2.9，一次母線一次母線。A、B、C輸入分別接轉(zhuǎn)換器組中間接線端2.5、2.2、2.8轉(zhuǎn)換器組的前致動件22用電纜連接電路件中插座CZ2、后致動件23用電纜連接電路件中插座CZ1，電路件中變壓器T2一次側(cè)接線柱5.6端接一次母線A、0相上，采樣電流互感器CT1串聯(lián)在一次母線B相上，二次側(cè)K1、K2接線端用電纜引入電路件中的中間電流互感器K′1、K′2接線端，當(dāng)接在一次母線B相上采樣CT1二次側(cè)輸入到電路件中的接線柱K′1、K′2二次電流小于1安培以下時，也就是一次母線電流達(dá)大變比電流互感器一次額定電流1/5以下，經(jīng)電路件中電路控制，插座CZ2帶電，CZ1不帶電，插座CZ2、CZ1分別通過電纜、插頭和前致動件22，后致動件23連通的，所以前致動件22得電，后致動件23失電，前拉力桿17、拉動前連桿14，帶動活動桿12.1、12.2、12.3使每個單元轉(zhuǎn)換器前接線端2.4、2.1、2.7和中間接線端2.5、2.2、2.8分別通過銅外殼11.2、11.1、11.3同時分別接觸，一次母線A、B、C三相負(fù)荷電流從中間接線端2.5、2.2、2.8輸入，經(jīng)過銅外殼11.2、11.1、11.3到前接線端2.4、2.1、2.7分別通過一次母線電纜19.4、19.1、19.7到CT2、CT6、CT4的一次側(cè)L1端經(jīng)過一次線圈分別從并聯(lián)接頭M1、M2、M3到輸出母線A′、B′、C′，CT2、CT6、CT4二次側(cè)分別感應(yīng)二次電流從K1、K2端和電能表DT86-1，A、B、C電流元件的電流線圈閉合，因電能表DT86-1的電壓元件各相并聯(lián)在一次母線各相上的，電能表DT86-1計(jì)量低負(fù)荷電流電能。CT3、CT7、CT5因轉(zhuǎn)換器組每個單元轉(zhuǎn)換器的作用，一次側(cè)開路，電能表DT86-2停走。
當(dāng)接在一次母線B相上采樣電流互感器CT1二次側(cè)輸入到電路件中接線柱K′1、K′2二次電流大于1安培以上時，也就是一次母線電流達(dá)大變比電流互感器一次額定電流1/5以上一直到最大值，經(jīng)電路件中電路控制，插座CZ2失電，CZ1得電，插座CZ2、CZ1分別通過電纜插頭和前致動件22后致動件23連通的，后致動件23的電磁線圈得電，后拉力桿16通過后連桿13，帶動活動桿12.1、12.2、12.3到行程結(jié)束停止，使每個單元轉(zhuǎn)換器后接線端2.6、2.3、2.9和中間接線端2.5、2.2、2.8分別通過銅外殼11.2、11.1、11.3同時分別接觸，一次母線A、B、C相負(fù)荷電流分別通過中間接線端2.5、2.2、2.3輸入經(jīng)過銅外殼11.2、11.1、11.3到后接線端2.6、2.3、2.9分別通過一次母線電纜19.6、19.3、19.9到CT3、CT7、CT5的一次側(cè)L1輸入端經(jīng)過一次線圈分別從并接點(diǎn)M1、M2、M3到輸出母線A′B′C′相CT3、CT7、CT5二次側(cè)分別感應(yīng)二次電流從K1、K2端和電能表DT86-2，A、B、C電流元件的電流線圈串聯(lián)，因電能表DT86-2電壓元件各相分別并聯(lián)在一次母線各相電壓上，電能表DT86-2計(jì)量高負(fù)荷電流電能，CT2、CT6、CT4因轉(zhuǎn)換器每個單元轉(zhuǎn)換器的作用，一次側(cè)開路，電能表DT86-1停走，本裝置使用在低壓380/220V電壓等級，計(jì)量電能的總電度是電能表DT86-1抄見電度×小變比電流互感器的比值+電能表DT86-2抄見電度×大變比電流互感器的比值＝總電度由圖6可知計(jì)量點(diǎn)是高壓10KV以上電壓等級，三相三級制，取兩相測量電流的計(jì)量方式和圖5中的低壓380/220V低壓計(jì)量方式相比較，接線原理，控制原理是一樣的，區(qū)別是電能表組的電壓元件各相電壓和電壓互感器PT二次側(cè)各相電壓并聯(lián)，輸入到電路件中5、6接線端的低壓交流電流，是用降壓變壓器T，二次側(cè)T1-4、T1-3直接輸入，降壓變壓器，T一次側(cè)T1-2、T1-1并聯(lián)在一次母線A、B兩相上，因取兩相測量電流轉(zhuǎn)換器組中少配裝一個單元轉(zhuǎn)換器25電流互感器組少配一對，CT6、CT7，但CT2、CT3、CT4、CT5采用高壓互感器規(guī)格，計(jì)量電能總電度是DS86-1有功或無功DX86-1抄見電度×高壓小變比電流互感器比值×高壓電壓互感器比值+DS86-2有功或無功DX86-2抄見電度×高壓大變比電流互感器的比值×高壓電壓互感器比值＝總電度。
權(quán)利要求
1.一種高、低壓電能計(jì)量裝置，在具有電路件、控制機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組及其與之兩組變比不相同高壓或低壓電流互感器組一次回路和母線串聯(lián)，二次回路和兩組高壓或低壓電能表電流回路串聯(lián)，兩組高壓電能表電壓回路共同并聯(lián)在高壓電壓互感器的二次側(cè)回路或兩組低壓電能表電壓回路共同并聯(lián)在一次側(cè)低壓母線上工作的電能計(jì)量裝置，計(jì)量被測一次母線中大、小變化負(fù)荷的有功、無功和其它電度數(shù)，本發(fā)明特征在于該裝置還具有(a)分別由兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表，兩組由兩對或叁對一次額定電流相差五分之一左右，二次額定電流相同的高壓或低壓電流互感器，機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組和電路件，在一次母線各相輸入端和兩組不同變比電流互感器組各相一次側(cè)輸入端中間，連接一組機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，轉(zhuǎn)換接在各相一次側(cè)不同變比電流互感器組各相一次側(cè)通或斷交替狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，互感器組輸出端各相并聯(lián)點(diǎn)接一次母線各相輸出端，兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表的各相電流回路分別串聯(lián)在不同變比各相電流互感器二次側(cè)，電壓回路各相共同并聯(lián)在一次母線電壓互感器二次側(cè)各相上或直接并聯(lián)在低壓一次母線各相上，轉(zhuǎn)換器組兩頭的致動件的電磁線圈通過控制電纜線和電路件中的插座連接。(b)電路件由三級電路組成第一級有一次母線負(fù)荷電流采樣轉(zhuǎn)換成直流信號電壓電路和直流穩(wěn)壓電路，其中裝在一次母線上的采樣電流互感器二次電流輸入中間電流互感器一次側(cè)線圈形成閉合回路，中間電流互感器二次側(cè)線圈并接一個小電阻實(shí)現(xiàn)電流→電壓轉(zhuǎn)換，輸入到橋式整流電路輸入端，輸出端并聯(lián)接可調(diào)電位器兩端，可調(diào)電位器中間抽頭和地端并聯(lián)濾波電容器、穩(wěn)壓管各一只，交流信號電壓經(jīng)整流、濾波、限幅后送下一級信號輸入端，另有電網(wǎng)來的低壓電源經(jīng)降壓變壓器變換成弱電壓，又經(jīng)橋式整流、濾波、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，送下一級電路，作為工作電壓，第二級，為集成塊電壓比較電路和集成塊延時電路，從上級輸入的信號電壓和本級前電路時基電路集成塊電壓比較電路的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較來控制后電路電阻和電容器串聯(lián)組成充放電，電容器兩端電壓的高低控制后電路時基電路集成塊再控制微型繼電器觸點(diǎn)的閉合或打開，第三級為控制電路，當(dāng)上一級電路微型繼電器吸合或釋放，使微型繼電器觸點(diǎn)閉合或打開，同時也使串聯(lián)在該觸點(diǎn)交流接觸器的電磁線圈跨接在低壓交流電源兩端的交流接觸器吸合或釋放，使分別串聯(lián)在交流接觸器的常閉和常開觸點(diǎn)后，跨接在低壓交流電源兩端的兩個插座交替接通低壓交流電源。(c)機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，按計(jì)量方式要求，需要取兩相或叁相負(fù)荷電流測量情況的，由兩個或叁個單元機(jī)械式轉(zhuǎn)換器和致動件配合組成，每個單元機(jī)械式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)相同，安裝在同一塊硬聚氯乙烯絕緣板上，每個單元機(jī)械式轉(zhuǎn)換器的之間以及和致動之間，彼此電氣絕緣，單元轉(zhuǎn)換器由叁個幾何形狀尺寸相同的部件，按一定間隔，相互絕緣排成一字型，固定在絕緣板上，部件各零件尺寸，允許通過的負(fù)荷電流的容量，必須長期通過電能計(jì)量點(diǎn)選擇的大變比電流互感器一次額定電流120％的電流量要求，叁個部件、單元轉(zhuǎn)換器、致動件相互之間的安裝間隔距離必須大于使用在電能計(jì)量點(diǎn)的電壓等級選擇以空氣或其它電介質(zhì)時作為間隔絕緣的最小安全距離，此部件由一塊長條銅板下靜觸片上套裝“ ”型鐵支架，鐵支架外兩頭通過銅螺絲固定在絕緣底板上，此固定螺絲又是接線端，鐵支架內(nèi)兩邊用螺桿穿過絕緣底板，下靜觸片，套上銅套筒，鋼套筒并能自由圍繞螺桿轉(zhuǎn)動，再套上靜觸片、壓簧、壓簧調(diào)節(jié)螺帽，穿過鐵支架用螺帽固定，上靜觸片兩頭用軟銅片連接在接線端上，長方形活動桿用硬聚氯乙烯絕緣材料做成，中間一段四面嵌入銅外殼，穿過三個部件的上、下靜觸片和兩邊的銅套筒圍成的長方形內(nèi)孔，組成一個單元轉(zhuǎn)換器，對活動桿一端施加一定推力，能使活動桿在三個支架內(nèi)直線運(yùn)動，并和上、下靜觸片接觸，三個部件的壓簧調(diào)節(jié)螺帽，可調(diào)節(jié)壓簧上靜觸片對活動桿有壓力，由上述相同結(jié)構(gòu)兩個或叁個單元轉(zhuǎn)換器按縱隊(duì)排列，相互之間有一定間隔，用接線柱固定在同一絕緣板上的并絕緣板四角用螺絲固定在前、后致動件通過螺絲固定在鐵板上的兩個致動件中間，鐵板和絕緣板之間有一定空隙，并且平面平行，每個單元轉(zhuǎn)換器活動桿前、后端頂部用前、后連接板分別連接在前、后連桿的兩端和中間位置，前、后連桿中間位置上的連接板另一頭用螺絲連接前、后致動桿的前、后拉力的頂端，使前、后拉力桿和接有叁個單元轉(zhuǎn)換器位于中間轉(zhuǎn)換器的活動桿在一個平面的直線上，并且和其他兩根活動桿相互平行，只有兩個單元轉(zhuǎn)換器的，只是少安裝叁個單元轉(zhuǎn)換器的組成的轉(zhuǎn)換器組中間位置單元轉(zhuǎn)換器，前、后連桿用硬聚氯乙烯材料做成，當(dāng)前或后致動件電磁線圈得電，后或前致動件電磁線圈失電，其前或后致動件其內(nèi)拉力桿向蔽口內(nèi)吸合，并直接帶動前或后連桿，通過前或后連桿帶動每個單元轉(zhuǎn)換器活動桿也同方向，同步直線運(yùn)動，到致動件最大行程停止運(yùn)動，使每個單元轉(zhuǎn)換器前或后接線端通過活動桿上銅外殼和中間線端金屬元件相互接觸，能使電氣性能上短路、或者因?yàn)殂~外殼的有限長度運(yùn)動到另一頭，使后或前接線端和中間接線端因活動桿上絕緣體隔離，電氣性能是開路。(d)兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表和兩組由兩對或叁對一個電流相差五分之一左右，二次電流相同，不同變比的高壓或低壓電流互感器，是按使用在電能計(jì)量點(diǎn)測量需要是取兩相或叁相負(fù)荷電流，電能計(jì)量點(diǎn)電壓等級和一次額定電流量來配置，配大變比電流互感器2只或3只，按大變比電流互感器一次電流相差1/5左右，二次電流相同，配小變比電流互感器2只或3只組成2對或3對，和用兩個或叁個單元機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組成的轉(zhuǎn)換器組配合使用，每相需測量的一次母線輸入端，分別接每個單元轉(zhuǎn)換器位于中間配件接線端，位置后的接線端接每對大變比電流互感器一次側(cè)輸入端，位置前的接線端接每對小變比電流互感器一次側(cè)輸入端，每對大、小變比電流互感器的一次側(cè)輸出端并聯(lián)接在每相一次母線輸出端上，兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表，由相同的規(guī)格的有功、無功、復(fù)費(fèi)率電能表等按計(jì)量方式和計(jì)量點(diǎn)電壓等級需要選擇組合，其中一組電能表每相電流元件串聯(lián)在每對大變比電流互感器組二次側(cè)回路，另一組每相電流元件串聯(lián)在每對小變比電流互感器組二次側(cè)回路，兩組電能表的每相電壓元件的電壓回路共同并聯(lián)在電壓互感器二次側(cè)或直接并聯(lián)在一次母線各相上，當(dāng)后致動件電磁線圈失電，前致動件電磁線圈得電，拉力桿向蔽口向吸合，帶動前連桿，活動桿到停止，一次母線各相電流從各個單元轉(zhuǎn)換器中間接線端輸入，通過活動桿上銅外殼從前接線端，每對的小變比電流互感器一次側(cè)輸入端輸入，從每對電流互感器一次側(cè)并聯(lián)輸出端到一次母線各相輸出端輸出，每對的小變比電流互感器二次側(cè)分別串聯(lián)電能表組各相電流線圈得電計(jì)量電能，當(dāng)前致動件電磁線圈失電，后致動件電磁線圈得電，拉力桿向蔽口內(nèi)吸合，帶動后連桿、活動桿，到停止，各相電流也是從各個單元轉(zhuǎn)換器中間接線端輸入，通過活動桿上銅外殼，從后接線端到每對電流互感器的一次側(cè)輸入端輸入，從每對電流互感器一次側(cè)并聯(lián)輸出端到各相一次母線輸出端輸出，每對大變比電流互感器二次側(cè)得到二次電流，連接在每對大變比電流互感器電能表組各相電流線圈得電計(jì)量電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動控制電流互感器變比轉(zhuǎn)換的高、低壓電能計(jì)量裝置，其特征是(e)電路桿第一級，采樣電流互感器規(guī)格和電能計(jì)量配置的大變比電流互感器規(guī)格一樣，經(jīng)W7807穩(wěn)壓輸出的工作電源VDD7V，中間電流互感器二次電壓與一次電流有線性關(guān)系，但當(dāng)一次電流超過4/5以上的額定電流一直到一次電流最大值時中間電流互感器鐵芯飽和，使二次電壓不致過大，這樣減少鐵芯體積，又可以減輕對后續(xù)電路的過電壓、過負(fù)荷要求，又經(jīng)W12CW59限幅，再次減輕后續(xù)電路壓力，第二集，集成塊為NE555時基電路集成塊，當(dāng)上級采樣電流互感器二次電流上升但小于1安培以下，也是一次額定電流量五分之一以下時經(jīng)中間電流互感器轉(zhuǎn)換、整流、輸出的直流信號電壓輸入到IC16腳、2腳信號電壓分別小于基準(zhǔn)電壓2/3VDD、1/3VDD、IC17腳關(guān)斷，C3充電，時間常數(shù)2分鐘后，IC26腳、2腳電壓大于基準(zhǔn)電壓2/3VDD、IC27腳導(dǎo)通，跨接在IC27腳和工作電流正極上繼電器J1(JRX-13F-1/006)得電，觸點(diǎn)J1-1接通，使J2得電，同時，和常開觸點(diǎn)J2-2串聯(lián)，跨接在低壓交流電源兩級的插座CZ2帶電，當(dāng)采樣電流互感器二次電流上升到1安培以上時，輸入到IC26腳、2腳信號電壓大于基準(zhǔn)電壓2/3VDD、1/3VDD、IC17腳導(dǎo)通，C3上電壓通過7腳對地迅速放電，使IC22腳電壓小于1/3VDD，使IC27腳關(guān)斷，使繼電器J1失電，其觸電J1-1斷開，使串聯(lián)在其觸點(diǎn)繼電器J2跨接在低壓交流電源兩組電磁線圈失電使常閉觸點(diǎn)J2-1接通，同時，跨接在低壓交流電源兩級的插座CZ1帶電。(f)機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組，額定行程在30毫米以上，通電率100％，也可選用MZS1系列制動電磁鐵，活動桿前或后直線運(yùn)動最大距離是前或后致動件吸合行程，轉(zhuǎn)換器組的每根活動桿上的銅外殼同步隨活動桿從一頭同步直線運(yùn)動到另一頭停止，能使每個單元轉(zhuǎn)換器中部件的前、中、后接線端相互之間因活動桿上銅外殼接觸和脫離，電氣性能上關(guān)系由前或后接線端和中間接線端短路→三個接線端短路→前或后接線端和中間接線端開路→后或前接線端和中間接線端短路，活動桿、前、后連桿，底座板用硬聚氯乙烯材料或其他絕緣材料做成。(g)計(jì)量電能表選用D8或D86系列，按計(jì)量點(diǎn)電壓等級不同，選用適合計(jì)量點(diǎn)電壓等級的高、低壓電流互感器，本發(fā)明又可按“DL447-91”電能計(jì)量柜要求，安裝在PJ系列整體式，高、低壓電能計(jì)量柜內(nèi)，適合于交流50HZ，額定電壓0.38-10KV，額定電流100-1000A，本發(fā)明還可配合目前我國廣泛采用的油浸自冷式JLSJW型和其它廠家生產(chǎn)的戶外組合型高壓電力計(jì)量箱形式，適合電壓35KV-6KV，初級電流20-6000A，加大計(jì)量箱箱體和儀表箱體積，按權(quán)利要求1所述各條，把機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組安裝在計(jì)量箱箱體內(nèi)，電路件需要的低壓交流電源可直接用計(jì)量箱內(nèi)高壓一次母線電壓用降壓變壓器降壓使用，電路件和計(jì)量用的兩組電能表，安裝在儀表箱內(nèi)，組成戶外結(jié)合型自動轉(zhuǎn)換電流互感器變比高壓電力計(jì)量箱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動控制電流互感器變比轉(zhuǎn)換的高、低壓電能計(jì)量裝置，由兩組相同規(guī)格的高壓或低壓電能表，兩組由兩對或叁對一次額定電流相差五分之一左右，二次額定電流相同的高壓或低壓電流互感器，機(jī)械式轉(zhuǎn)換器組和電路件連接組成。能在一次母線連續(xù)供電的情況下，按一次母線負(fù)荷電流的高低自動轉(zhuǎn)換電流互感器的變比，使電流互感器和電能表運(yùn)行在最小計(jì)量誤差的范圍，達(dá)到計(jì)量準(zhǔn)確目的。
文檔編號G01R11/00GK1395106SQ01121770
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月7日
發(fā)明者余永寬 申請人:余永寬