CN105259382A - 多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力计量技术领域，具体涉及一种多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，在铁芯上分别绕制一、二次绕组，一次绕组带抽头，二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头匝数为其抽头匝数的整数倍，电流互感器二次绕组抽头与铁芯一次绕组抽头之间设置抽头开关，电流互感器二次绕组全头与铁芯一次绕组全头之间设置全头开关，抽头、全头开关根据电流互感器负荷进行切换；铁芯二次绕组两端接入电量计量装置，解决带抽头电流互感器进表计量统一倍率的问题；本发明还提供一种实现上述方法的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，不论当前使用何种变比，均可以统一倍率，便于计量。
Description
技术领域
本发明属于电力计量技术领域，具体涉及一种多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法及装置。
背景技术
目前的电力计量领域中，常把多变比的电流互感器安装在电力线路中，用于用电负荷长时间在低负荷和高负荷之间变化的计量系统中，即在低负荷时用小变比计量，高负荷时用大变比计量，以此提高计量精度，在用电单位的用电需求发生变化时，不需要额外的改变电流互感器就能方便的得到需要的电流比，节省生产成本，提高工作效率。
现在的供电部门在电能计量等各方面大多采用智能化管理，每个计量点的倍率都是由电脑来控制，随便更换电流互感器变比会造成整个电能计量管理系统的混乱，因此计量用电流互感器更换要经过一系列的申请和批复，需要电力部门多部门的工作，会造成人力物力的损失。
发明内容
为解决上述技术中的不足，本发明的目的在于：提供一种多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，解决带抽头电流互感器进表计量统一倍率的问题，还提供一种多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，不论当前使用何种变比，均可以统一倍率，便于计量。
为解决其技术问题，本发明所采取的技术方案为：
所述多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，包括以下步骤：
第一步，取一铁芯，在铁芯上分别绕制一次绕组和二次绕组，一次绕组带抽头，二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头匝数为铁芯一次绕组抽头匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组抽头匝数之比相对应；
第二步，电流互感器二次绕组抽头与铁芯一次绕组抽头之间设置抽头开关，电流互感器二次绕组全头与铁芯一次绕组全头之间设置全头开关，抽头开关、全头开关根据电流互感器的一次电流大小进行切换；
第三步，铁芯二次绕组两端接入电量计量装置。
其中，优选方案为：
所述第一步中，铁芯二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组的全头匝数相同时，铁芯一次绕组全头匝数为其抽头匝数的2-5倍，此方法适用于电流互感器二次绕组输出电流与电量计量装置的额定输入电流相同的情况，以电流互感器二次绕组全头匝数为电流互感器二次绕组抽头匝数的5倍为例，电流互感器的电流比为10-50/5A时，假设电流互感器二次绕组抽头匝数为10匝，那么电流互感器二次绕组全头匝数为50匝，其匝数比为1：5，抽头开关闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程10A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为5A，此时铁芯一次绕组起头、抽头流过的电流等于电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流5A，根据电流互感器的电流比计算公式I1N1＝I2N2将上述数据代入公式5A×10匝＝I2×50匝，可得铁芯二次绕组起头、全头输出1A；同理可得，全头开关闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程50A时，铁芯二次绕组起头、全头输出5A；由上面两条可以得出：抽头开关闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比为10：1，全头开关闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比同样为10：1。因此，实现了电流互感器10/5A和50/5A的倍率统一，此时计算电量时电流互感器的倍率按照50/5A计算。
所述第一步中，铁芯二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组的抽头匝数相同时，适用于电流互感器二次绕组输出电流与电量计量装置的额定输入电流不等的情况，如果电流互感器二次绕组输出电流为1A，电量计量装置的额定输入电流为5A，电流互感器的电流比为10-50/1A时，假设电流互感器二次绕组抽头匝数为10匝，那么电流互感器二次绕组全头匝数为50匝，其匝数比为1：5，抽头开关闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程10A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为1A，此时铁芯一次绕组起头、抽头流过的电流等于电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流1A，根据电流互感器的电流比计算公式I1N1＝I2N2将上述数据代入公式1A×10匝＝I2×10匝，可得铁芯二次绕组起头、全头输出1A；同理可得，全头开关闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程50A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为5A；由上面两条可以得出：抽头开关闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比10：1，S1与P1连接，全头开关闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比同样为10：1。因此，实现了电流互感器10/1A和50/1A的倍率统一，此时计算电量时电流互感器的倍率按照10/1A计算。
所述抽头开关、全头开关根据电流互感器一次绕组电流大小进行人工切换或自动切换，人工切换原理简单，不再赘述，自动切换可以有多种方法，举例说明两种：
第一种，通过采样电路实时采集电流互感器二次绕组电流大小，并将该电流值发送至控制器进行判断，从而得出电流互感器当前负荷状态，如果处于高负荷状态，全头开关闭合，抽头开关断开，如果电流互感器处于低负荷状态，控制抽头开关闭合，全头开关断开；
第二种，通过采样电路实时采集电流互感器二次绕组电流大小，并将采集到的电流值通过比较电路与一标准值进行比对，如果该电流值大于等于该标准值，判断电流互感器处于高负荷状态，比较电路输出高电平，通过驱动电路控制全头开关闭合，抽头开关断开，如果该电流值小于该标准值，判断电流互感器处于低负荷状态，比较电路输出高电平，通过驱动电路控制抽头开关闭合，全头开关断开；
上述两种方法中，抽头开关和全头开关分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，第一种方法继电器线圈连接至控制器，第二种方法继电器线圈连接至驱动电路，通过驱动电路控制继电器线圈的上电与掉电，从而控制抽头开关和全头开关的关断。
所述抽头开关、全头开关分别并联保护电路，保护电路包括顺次串联的电容和电阻，该电路可以吸收抽头开关和全头开关动作时产生的火花，并消除多变比电流互感器二次绕组开路产生的高压。
本发明还提供一种多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，包括铁芯，铁芯上分别绕制一次绕组和二次绕组，一次绕组带抽头，二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头匝数为铁芯一次绕组抽头匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头与电流互感器二次绕组抽头之比相等，电流互感器二次绕组抽头与铁芯一次绕组抽头之间设置抽头开关，电流互感器二次绕组全头与铁芯一次绕组全头之间设置全头开关，铁芯二次绕组两端接入电量计量装置。
其中，所述多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，还包括采样电路和控制器，采样电路设于电流互感器二次绕组起头端的线路上，采样电路输出端连接控制器，采样电路用于采集电流互感器二次绕组输出电流，并将该电流值传递至控制器，控制器根据该电流值判断其当前负荷状态，控制器内预设一标准值，该数值本领域技术人员可以根据电流互感器的参数自行设置，如果测得的电流值高于该标准值，判断处于高负荷状态，闭合全头开关，断开抽头开关，反之，判断电流互感器处于低负荷状态，闭合抽头开关，断开全头开关。
所述抽头开关和全头开关分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接至控制器，控制器根据判断结果控制继电器线圈的得电与掉电，进而控制抽头开关和全头开关的开闭。
所述多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，还包括采样电路、比较电路和驱动电路，采样电路设于电流互感器二次绕组起头端线路上，采样电路、比较电路和驱动电路顺次连接，抽头开关和全头开关分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接驱动电路，采样点路用于采集电流互感器二次绕组输出电流，并将该数值送至比较电路的一个输入端，比较电路的另一个输入端输入一标准值，该数值本领域技术人员可以根据电流互感器的参数自行设置，如果采集的数据大于该标准值，判断电流互感器高负荷，比较电路输出高电平，驱动电路动作，继电器线圈上电，闭合全头开关，断开抽头开关，反之，比较电路输出低电平，驱动电路不动作，继电器线圈掉电，闭合抽头开关，断开全头开关，采样电路、比较电路和驱动电路均采用现有电路结构，本领域技术人员根据现有技术完全可以实现，此处不再详述。
所述抽头开关、全头开关分别并联保护电路，保护电路包括顺次串联的电容和电阻，该电路可以吸收抽头开关和全头开关动作时产生的火花，并消除多变比电流互感器二次绕组开路产生的高压。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明能够解决带抽头多变比电流互感器进表计量统一倍率的问题；取一铁芯，在铁芯上分别绕制一次绕组和二次绕组，一次绕组带抽头，二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头匝数为铁芯一次绕组抽头匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头与电流互感器二次绕组抽头之比相对应；电流互感器二次绕组抽头与铁芯一次绕组抽头之间设置抽头开关，电流互感器二次绕组全头与铁芯一次绕组全头之间设置全头开关，抽头开关、全头开关根据电流互感器的一次电流大小进行切换；铁芯二次绕组两端接入电量计量装置；计量装置计量过程中，可根据当前电流互感器的负荷大小，自动切换其变比，并保持计量倍率不变。
附图说明
图1是本发明结构简图。
图中：1、铁芯；2、铁芯二次绕组全头；3、电流互感器二次绕组全头；4、铁芯一次绕组全头；5、铁芯一次绕组抽头；6、电流互感器二次绕组抽头；7、抽头开关；8、全头开关；9、电量计量装置；10、电流互感器一次绕组起头；11、电流互感器二次绕组起头；12、铁芯一次绕组起头；13、铁芯二次绕组起头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1所示，本发明所述多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，包括以下步骤：
第一步，取一铁芯，在铁芯1上分别绕制一次绕组和二次绕组，铁芯1一次绕组带抽头，铁芯1二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头2匝数与电流互感器二次绕组全头3匝数相同，铁芯一次绕组全头4匝数为铁芯一次绕组抽头5匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头3匝数与电流互感器二次绕组抽头6匝数之比相对应；
第二步，电流互感器二次绕组抽头6与铁芯一次绕组抽头5之间设置抽头开关7，电流互感器二次绕组全头3与铁芯一次绕组全头4之间设置全头开关8，抽头开关7和全头开关8根据电流互感器的一次电流大小进行切换；
第三步，铁芯1二次绕组两端接入电量计量装置9。
该实施例适用于电流互感器二次绕组输出电流与电量计量装置9的额定输入电流相同的情况，铁芯二次绕组全头2匝数与电流互感器二次绕组全头3匝数相同，以电流互感器二次绕组全头3匝数为电流互感器二次绕组抽头6匝数的5倍为例，电流互感器的电流比为10-50/5A时，假设电流互感器二次绕组抽头6匝数为10匝，那么电流互感器二次绕组全头3匝数为50匝，其匝数比为1：5，抽头开关7闭合，当电流互感器一次绕组起头10、电流互感器一次绕组全头流过的电流为满量程10A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为5A，此时铁芯一次绕组起头12、铁芯一次绕组抽头5流过的电流等于电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流5A，根据电流互感器的电流比计算公式I1N1＝I2N2将上述数据代入公式5A×10匝＝I2×50匝，可得铁芯二次绕组起头13、铁芯二次绕组全头2输出1A；同理可得，全头开关8闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程50A时，铁芯二次绕组起头、全头输出5A；由上面两条可以得出：抽头开关7闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比为10：1，全头开关8闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比同样为10：1。因此，实现了电流互感器10/5A和50/5A的倍率统一，此时计算电量时电流互感器的倍率按照50/5A计算。
所述抽头开关7、全头开关8根据电流互感器一次绕组电流大小进行人工切换或自动切换，人工切换原理简单，不再赘述，自动切换方法为：通过采样电路实时采集电流互感器二次绕组电流大小，并将该电流值发送至控制器进行判断，从而得出电流互感器当前负荷状态，如果处于高负荷状态，全头开关8闭合，抽头开关7断开，如果电流互感器处于低负荷状态，控制抽头开关7闭合，全头开关8断开；上述两种方法中，抽头开关7和全头开关8分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，继电器线圈连接至控制器，控制器根据采集电路采集的电流大小控制抽头开关7和全头开关8的关断；所述抽头开关7、全头开关8分别并联保护电路，保护电路包括顺次串联的电容和电阻，该电路可以吸收抽头开关7和全头开关8动作时产生的火花，并消除多变比电流互感器二次绕组开路产生的高压。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上改变了铁芯二次绕组全头2的匝数，适用于电流互感器二次绕组输出电流与电量计量装置9的额定输入电流不相等的情况，所述铁芯二次绕组全头2匝数与电流互感器二次绕组抽头6匝数相同，以电流互感器二次绕组输出电流1A，电量计量装置9的额定输入电流5A为例，假设电流互感器二次绕组全头3匝数为电流互感器二次绕组抽头6匝数的5倍，电流互感器的电流比为10-50/1A时，假设电流互感器二次绕组抽头6匝数为10匝，那么电流互感器二次绕组全头3匝数为50匝，其匝数比为1：5，抽头开关7闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程10A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为1A，此时铁芯一次绕组起头、抽头流过的电流等于电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流1A，根据电流互感器的电流比计算公式I1N1＝I2N2将上述数据代入公式1A×10匝＝I2×10匝，可得铁芯二次绕组起头、全头输出1A；同理可得，全头开关8闭合，当电流互感器一次绕组起头、全头流过的电流为满量程50A时，电流互感器二次绕组起头、抽头输出的电流为5A；由上面两条可以得出：抽头开关7闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比10：1，S1与P1连接，全头开关8闭合时，电流互感器一次绕组起头、全头输入与铁芯二次绕组起头、全头输出比同样为10：1。因此，实现了电流互感器10/1A和50/1A的倍率统一，此时计算电量时电流互感器的倍率按照10/1A计算。
所述抽头开关7、全头开关8根据电流互感器一次绕组电流大小进行自动切换，自动切换方法为：通过采样电路实时采集电流互感器二次绕组电流大小，并将采集到的电流值通过比较电路与一标准值进行比对，如果该电流值大于等于该标准值，判断电流互感器处于高负荷状态，比较电路输出高电平，通过驱动电路控制全头开关8闭合，抽头开关7断开，如果该电流值小于该标准值，判断电流互感器处于低负荷状态，比较电路输出高电平，通过驱动电路控制抽头开关7闭合，全头开关8断开；所述抽头开关7和全头开关8分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，继电器线圈连接至驱动电路，通过驱动电路控制继电器线圈的上电与掉电，从而控制抽头开关7和全头开关8的关断；所述抽头开关7、全头开关8分别并联保护电路，保护电路包括顺次串联的电容和电阻，该电路可以吸收抽头开关7和全头开关8动作时产生的火花，并消除多变比电流互感器二次绕组开路产生的高压。
实施例3：
如图1所示，本实施例提供一种多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，包括铁芯1，铁芯1上分别绕制一次绕组和二次绕组，一次绕组带抽头，二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头2匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头4匝数为铁芯一次绕组抽头5匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头3与电流互感器二次绕组抽头6之比相等，电流互感器二次绕组抽头6与铁芯一次绕组抽头5之间设置抽头开关7，电流互感器二次绕组全头3与铁芯一次绕组全头4之间设置全头开关8，铁芯1二次绕组两端接入电量计量装置9。
其中，所述多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，还包括采样电路和控制器，采样电路设于电流互感器二次绕组起头11的线路上，采样电路输出端连接控制器，采样电路用于采集电流互感器二次绕组输出电流，并将该电流值传递至控制器，控制器根据该电流值判断其当前负荷状态，控制器内预设一标准值，该数值本领域技术人员可以根据电流互感器的参数自行设置，如果测得的电流值高于该标准值，判断处于高负荷状态，闭合全头开关8，断开抽头开关7，反之，判断电流互感器处于低负荷状态，闭合抽头开关7，断开全头开关8；抽头开关7和全头开关8分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接至控制器，控制器根据判断结果控制继电器线圈的得电与掉电，进而控制抽头开关7和全头开关8的开闭；多变比电流互感器统一倍率进表计量装置。
实施例4：
本实施例在实施例3的基础上改变了抽头开关7和全头开关8的自动切换结构，主要包括采样电路、比较电路和驱动电路，采样电路设于电流互感器二次绕组起头11端线路上，采样电路、比较电路和驱动电路顺次连接，抽头开关7和全头开关8分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接驱动电路，采样点路用于采集电流互感器二次绕组输出电流，并将该数值送至比较电路的一个输入端，比较电路的另一个输入端输入一标准值，该数值本领域技术人员可以根据电流互感器的参数自行设置，如果采集的数据大于该标准值，判断电流互感器高负荷，比较电路输出高电平，驱动电路动作，继电器线圈上电，闭合全头开关8，断开抽头开关7，反之，比较电路输出低电平，驱动电路不动作，继电器线圈掉电，闭合抽头开关7，断开全头开关8，采样电路、比较电路和驱动电路均采用现有电路结构，本领域技术人员根据现有技术完全可以实现，此处不再详述；所述抽头开关7、全头开关8分别并联保护电路，保护电路包括顺次串联的电容和电阻，该电路可以吸收抽头开关7和全头开关8动作时产生的火花，并消除多变比电流互感器二次绕组开路产生的高压。
Claims (10)
1.一种多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，取一铁芯(1)，在铁芯(1)上分别绕制一次绕组和二次绕组，铁芯(1)一次绕组带抽头，铁芯(1)二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头(2)匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头(4)匝数为铁芯一次绕组抽头(5)匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头(3)匝数与电流互感器二次绕组抽头(6)匝数之比相等；
第二步，电流互感器二次绕组抽头(6)与铁芯一次绕组抽头(5)之间设置抽头开关(7)，电流互感器二次绕组全头(3)与铁芯一次绕组全头(4)之间设置全头开关(8)，抽头开关(7)、全头开关(8)根据电流互感器的一次电流大小进行切换；
第三步，铁芯(1)二次绕组两端接入电量计量装置(9)。
2.根据权利要求1所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，其特征在于，所述第一步中，铁芯二次绕组全头(2)匝数与电流互感器二次绕组全头(3)匝数相同时，铁芯一次绕组全头(4)匝数为其抽头匝数的2-5倍。
3.根据权利要求1所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，其特征在于，所述第一步中，铁芯二次绕组全头(2)匝数与电流互感器二次绕组抽头(6)匝数相同时，铁芯一次绕组全头(4)匝数为其抽头匝数的5倍。
4.根据权利要求1所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，其特征在于，所述抽头开关(7)、全头开关(8)根据电流互感器一次绕组电流大小进行人工切换或自动切换。
5.根据权利要求4所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法，其特征在于，所述抽头开关(7)、全头开关(8)分别跨接保护电路。
6.一种实现权利要求1所述多变比电流互感器统一倍率进表计量的方法的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，其特征在于，包括铁芯(1)，铁芯(1)上分别绕制一次绕组和二次绕组，铁芯(1)一次绕组带抽头，铁芯(1)二次绕组不带抽头，铁芯二次绕组全头(2)匝数与电流互感器二次绕组全/抽头匝数相同，铁芯一次绕组全头(4)匝数为铁芯一次绕组抽头(5)匝数的整数倍，该倍数与电流互感器二次绕组全头(3)与电流互感器二次绕组抽头(6)之比相等，电流互感器二次绕组抽头(6)与铁芯一次绕组抽头(5)之间设置抽头开关(7)，电流互感器二次绕组全头(3)与铁芯一次绕组全头(4)之间设置全头开关(8)，铁芯(1)二次绕组两端接入电量计量装置(9)。
7.根据权利要求6所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，其特征在于，还包括采样电路和控制器，采样电路设于电流互感器二次绕组起头(11)端的线路上，采样电路输出端连接控制器。
8.根据权利要求6所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，其特征在于，所述抽头开关(7)和全头开关(8)分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接至控制器。
9.根据权利要求6所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，其特征在于，还包括采样电路、比较电路和驱动电路，采样电路设于电流互感器二次绕组起头(11)端线路上，采样电路、比较电路和驱动电路顺次连接，抽头开关(7)和全头开关(8)分别取自同一个继电器的常开触点和常闭触点，该继电器线圈连接驱动电路。
10.根据权利要求6-9任一项所述的多变比电流互感器统一倍率进表计量装置，其特征在于，所述抽头开关(7)和全头开关(8)分别跨接保护电路。
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