一种多抽头电流互感器量程自动切换装置及关口计量装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子领域，特别是涉及一种多抽头电流互感器量程自动切换装置及关口计量装置。


背景技术：

2.目前，我国的发电或者供电单位在不同的季节发电量或供电量不同，对于输电线路中的电流进行计量时，通常会选用变比较大的电流互感器，然后将电流互感器的输出端接入电能表的电流输入端，以使电能表基于电流互感器的测量结果计算出输电线路上的输送的电量值。其中，选用变比较大的电流互感器是为了实现在发电量或者供电量较大时，也即是输电线路上的电流较大时，也能对输电线路上的电流进行测量。但是在发电量或者供电量较小的时候，输电线路长期处于轻载的状态，也即输电线路上的电流较小，此时若使用变比比较大的电流互感器对输电线路上的电流进行测量时，测量的结果可能会不准确。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种多抽头电流互感器量程自动切换装置及关口计量装置，可以提高测量电流的精度，减小测量误差，可以避免电流互感器的二次回路中出现开路，避免出现电弧及损坏电流互感器，提高了安全性。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电流互感器量程自动切换装置，包括电流检测装置、开关控制电路、包括n个不同变比的抽头的电流互感器及n个开关电路，且n个所述抽头与n个所述开关电路一一对应，n 为大于1的整数；
5.所述电流检测装置与输电线路连接，所述电流检测装置的输出端与所述开关控制电路的输入端连接，所述开关控制电路的输出端分别与n个所述开关电路的控制端连接，所述电流互感器的输入端与所述输电线路连接，所述电流互感器的输出端通过所述抽头及与所述抽头对应的开关电路与电能表的电流输入端连接；
6.所述电流检测装置用于检测所述输电线路上的电流；
7.所述开关控制电路用于根据所述电流控制与所述电流对应的开关电路导通，及控制上一个导通的所述开关电路延时关断，以使与导通的所述开关电路对应变比的抽头和对应的所述电能表的电流线圈之间接通，及上一个导通的所述开关电路对应的所述抽头与对应的所述电能表的电流线圈延时断开；
8.其中，导通的所述开关电路对应的抽头的变比与所述电流呈正相关。
9.优选地，所述开关电路包括与开关继电器对应的第一开关触点及第一开关线圈；
10.所述第一开关线圈与所述开关控制电路的输出端连接，所述抽头通过所述第一开关触点与所述电能表的电流输入端连接；
11.所述第一开关触点用于在所述第一开关线圈得电时导通，并在所述第一开关线圈失电时延时断开。
12.优选地，n为3，所述电流检测装置包括与输电线路连接的电流检测互感器、第一过
电流继电器及第二过电流继电器，所述第一过电流继电器包括第一过电流线圈及第一过电流触点，所述第二过电流继电器包括第二过电流线圈及第二过电流触点；
13.所述电流检测互感器的副边绕组的一端分别与所述第二过电流线圈的一端及地端连接，所述第二过电流线圈的另一端与所述第一过电流线圈的一端连接，所述第一过电流线圈的另一端与所述电流检测互感器的副边绕组的另一端连接；所述第一过电流触点及所述第二过电流触点分别与所述开关控制电路连接；
14.所述第一过电流触点用于在所述第一过电流线圈上的电流大于第一预设电流时闭合；
15.所述第二过电流触点用于在所述第二过电流线圈上的电流大于第二预设电流时闭合，所述第一预设电流小于所述第二预设电流；
16.所述开关电路具体用于在所述第一过电流触点及所述第二过电流触点均未闭合时，控制第一开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开；在所述第一过电流触点闭合且所述第二过电流触点未闭合时，控制第二开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开；在所述第一过电流触点及所述第一过电流触点均闭合时，控制第三开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开。
17.优选地，所述开关控制电路包括与第一时间继电器对应的第一线圈和第一触点、与第二时间继电器对应的第二线圈和第二触点及与第三时间继电器对应的第三线圈和第三触点；
18.所述第一线圈的第一端分别与电源模块的输出正端、所述第一开关电路中的第一开关线圈的第一端、所述第二线圈的第一端、所述第三线圈的第一端、所述第二开关电路中第一开关线圈的第一端、及所述第三开关电路中的第一开关线圈的第一端连接，所述电源模块的输出负端分别与第一过电流触点的第一端、所述第一触点的第二端、所述第二过电流触点的第一端及所述第三触点的第二端连接，所述第一线圈的第二端分别与所述第一过电流触点的第二端、所述第二触点的第一端连接，所述第一触点的第一端与所述第一开关电路中的第一开关线圈的第二端连接，所述第二线圈的第二端分别与所述第三触点的第一端及所述第三开关电路中的第一开关线圈的第二端连接，所述第二触点的第二端与所述第二开关电路中第一开关线圈的第二端连接、所述第三线圈的第二端分别与所述第二过电流触点的第二端连接；
19.所述第一触点用于在所述第一线圈得电时延时断开，并在所述第一线圈失电时导通；
20.所述第二触点用于在所述第二线圈得电时延时断开，并在所述第二线圈失电时导通；
21.所述第三触点用于在所述第三线圈得电时导通，并在所述第三线圈失电时延时断开。
22.优选地，还包括与中间继电器对应的中间线圈和中间触点；
23.所述中间线圈的第一端与电源模块的输出正端连接，所述中间线圈的第二端与所述电源模块的输出负端链接，所述中间触点的两端分别与第i抽头及与所述第i抽头对应的第i电能表的第一端连接，n≥i≥1，i为整数；
24.所述中间触点用于在所述中间线圈得电时断开，在所述中间线圈失电时闭合。
25.优选地，还包括开路保护装置，所述开路保护装置包括稳压装置及开关；
26.所述稳压装置的第一端分别与所述开关的第一端及第i抽头连接，所述稳压装置的第二端分别与所述开关的第二端及第i电能表的电流输入端连接；
27.所述开路保护装置用于在所述电流互感器的副边开路时，控制所述稳压装置两端的电压为预设电压，并发送报警信息，以使工作人员控制所述开关闭合。
28.为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种关口电能计量装置，包括上述所述的电流互感器量程自动切换装置及与所述电流互感器的n个不同变比的抽头一一对应的n个电能表，n为大于1的整数。
29.优选地，还包括关口电能表量程自动切换装置；
30.所述关口电能表量程自动切换装置包括开关控制模块、包括n个不同变比的抽头的电流互感器及n个开关模块，所述抽头与所述开关模块一一对应；
31.所述开关控制模块的输入端与所述电流互感器量程自动切换装置中的电流检测装置的输出端连接，所述开关控制模块的输出端与n个所述开关模块的控制端连接，所述电流互感器的输入端与输电线路连接，所述电流互感器的输出端为所述抽头及与所述抽头对应的所述开关模块与对应的电能表的电压输入端连接；
32.所述开关控制模块用于根据所述电流互感器检测到的所述输电线路上的电流控制和所述电流对应的所述开关模块导通，以使对应变比的所述抽头与对应的所述电能表的电压线圈之间导通；
33.其中，导通的所述开关模块对应的电能表与导通的开关电路对应的电能表相同。
34.本实用新型还提供了一种电流互感器量程自动切换装置及关口电能计量装置，包括电流检测装置、开关控制电路、包括n个变比的电流互感器及n 个开关电路，n个抽头的变比不同，根据输电线路上的电流选择对应变比的抽头与电能表间的开关电路导通，使电流互感器以对应变比的抽头工作，从而实现对输电线路上的电流的测量，进而电能表根据电流计算出输电线路上输送的电量值。在电流较大时可以选用变比较大的抽头，在电流较小时选用变比较小的抽头，从而提高测量电流的精度，减小测量误差。此外，控制与电流对应的开关电路导通时，控制上一个导通的开关电路延时关断，可以避免电流互感器的二次回路中出现开路，避免出现电弧及损坏电流互感器，提高了安全性。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的结构框图；
37.图2为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的原理图；
38.图3为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的工作原理图；
39.图4为本实用新型提供的第一种开关保护装置的示意图；
40.图5为本实用新型提供的第二种开关保护装置的示意图；
41.图6为本实用新型提供的一种关口电能表量程自动切换装置的原理图；
42.图7为本实用新型提供的第一种关口计量装置的原理图；
43.图8为本实用新型提供的第二种关口计量装置的原理图。
具体实施方式
44.本实用新型的核心是提供一种多抽头电流互感器量程自动切换装置及关口计量装置，可以提高测量电流的精度，减小测量误差，可以避免电流互感器的二次回路中出现开路，避免出现电弧及损坏电流互感器，提高了安全性。
45.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.请参照图1，图1为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的结构框图，该装置包括电流检测装置12、开关控制电路13、包括n个不同变比的抽头11的电流互感器及n个开关电路14，且n个抽头11与n个开关电路14一一对应，n为大于1的整数；
47.电流检测装置12与输电线路连接，电流检测装置12的输出端与开关控制电路13的输入端连接，开关控制电路13的输出端分别与n个开关电路14 的控制端连接，电流互感器的输入端与输电线路连接，电流互感器的输出端通过抽头11及与抽头11对应的开关电路14与电能表的电流输入端连接；
48.电流检测装置12用于检测输电线路上的电流；
49.开关控制电路13用于根据电流控制与电流对应的开关电路14导通，及控制上一个导通的开关电路14延时关断，以使与导通的开关电路14对应变比的抽头11和对应的电能表的电流线圈之间接通，及上一个导通的开关电路 14对应的抽头11与对应的电能表的电流线圈延时断开；
50.其中，导通的开关电路14对应的抽头11的变比与电流呈正相关。
51.考虑到现有技术中使用只有一个变比的抽头11测量输电线路上的电流时，可能会存在测量不准确的问题。
52.为解决上述技术问题，本技术中的设计思路为电流互感器设置多个不同变比的抽头11，从而在测量输电线路上的电流时，可以根据输电线路上的电流大小选择对应变比的抽头11测量，从而提高测量的精度，避免计量误差。
53.基于此，本技术中的电流互感器量程自动切装置中，设置了包括n个变比的电流互感器及与n个变比一一对应的n个开关电路14，以及控制n个开关电路14动作的开关控制电路13，根据在输电线路上的电流，开关控制电路13根据电流控制对应变比的抽头11与电能表之间的开关电路14导通，使电流互感器以对应变比的抽头11工作，从而实现对输电线路上的电流的测量，进而电能表根据电流计算出输电线路上输送的电量值。具体地，在电流较大时可以选用变比较大的抽头11，在电流较小时选用变比较小的抽头11，从而提高测量电流的精度，减小测量误差。
54.但是，在不同变比的抽头11对应的回路进行切换时，如果回路切换之间存在间隙，则可能导致电流互感器的二次侧开路，由于电流互感器的一次侧和二次侧之间能量平衡的
守则，此时电流互感器的二次侧会释放出巨大的能量，可能会出现电弧，或者直接损坏电流互感器及周围的装置。
55.为解决上述技术问题，本技术中的设计思路为：控制两个回路之间进行切换时，使两个回路之间导通的时间存在重叠，以实现两个回路的无间隙器切换，避免二次回路中出现开路。
56.基于此，本技术控制与当前输电线路上的电流对应的开关电路14导通，并控制上一个导通的开关电路14延时关断，以实现两个回路之间的无间隙切换。其中本技术中的延时控制可以是使用软件控制的延时，也可以是使用延时继电器等，只要能实现延时的功能，均在本技术的保护范围之内，本技术在此不做特别的限定。
57.其中，需要说明的是，本技术中的输电线路指的是三相电中的任意一相，具体地，可以为a相或b相或c相，具体应用中，在三相输电线路中均设置由本技术的电流互感器量程自动切换装置。此外，本技术的工作原理为：利用三块相同参数的电能表，使其分别计量同一条输电线路中电流互感器不同变比下的电能量，其电能量总和就是此条线路的输送电量。具体是通过多抽头11电流互感器量程自动切换装置，根据一次侧电流的大小，将相应电流回路中电能表自动接入，以实现计量。综上，本技术在可以提高测量电流的精度，减小测量误差的同时，还可以避免电流互感器的二次回路中出现开路，避免出现电弧及损坏电流互感器，提高了安全性。
58.在上述实施例的基础上：
59.请参照图2，图2为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的原理图。
60.作为一种优选的实施例，开关电路14包括与开关继电器对应的第一开关触点及第一开关线圈；
61.第一开关线圈与开关控制电路13的输出端连接，抽头11通过第一开关触点与电能表的电流输入端连接；
62.第一开关触点用于在第一开关线圈得电时导通，并在第一开关线圈失电时延时断开。
63.具体地，本技术中的开关电路14通过开关继电器实现，在开关继电器得电时，对应的第一开关触点闭合，以将对应变比的抽头11与电能表之间的电路接通，且继电器的实现方式简单可靠。
64.在n为3是，如图2所示，图2中的sj4、sj5及sj6分别为对应变比对应的开关继电器，继电器的触点串联在抽头11和电能表之间，开关控制电路 13具体用于通过控制第一开关触点的可靠闭合或断开，以实现控制抽头11与电能表之间的回路导通。
65.作为一种优选的实施例，n为3；
66.开关电路14具体用于在输电线路上的电流小于第一预设电流时，控制第一开关电路14闭合及控制上一个导通的开关电路14延时断开；在输电线路上的电流大于第一预设电流且小于第二预设电流时，控制第二开关电路14导通及控制上一个导通的开关电路14延时断开；在输电线路上的电流大于第二预设电流时，控制第三开关电路14导通及控制上一个导通的开关电路14延时断开；
67.第一预设电流小于第二预设电流。
68.本技术旨在提供一个具体的实施例，也即n为3时，也即电流互感器包括3个不同变比的抽头11时。
69.作为一种优选的实施例，电流检测装置12包括与输电线路连接的电流检测互感器、第一过电流继电器及第二过电流继电器，第一过电流继电器包括第一过电流线圈及第一过电流触点，第二过电流继电器包括第二过电流线圈及第二过电流触点；
70.电流检测互感器的副边绕组的一端分别与第二过电流线圈的一端及地端连接，第二过电流线圈的另一端与第一过电流线圈的一端连接，第一过电流线圈的另一端与电流检测互感器的副边绕组的另一端连接；第一过电流触点及第二过电流触点分别与开关控制电路13连接；
71.第一过电流触点用于在第一过电流线圈上的电流大于第一预设电流时闭合；
72.第二过电流触点用于在第二过电流线圈上的电流大于第二预设电流时闭合；
73.开关电路14具体用于在第一过电流触点及第二过电流触点均未闭合时，控制第一开关电路14导通及上一个导通的开关电路14延时断开；在第一过电流触点闭合且第二过电流触点未闭合时，控制第二开关电路14导通及上一个导通的开关电路14延时断开；在第一过电流触点及第一过电流触点均闭合时，控制第三开关电路14导通及上一个导通的开关电路14延时断开。
74.具体的，请参照图3，图3为本实用新型提供的一种电流互感器量程自动切换装置的工作原理图。其中，图3中的aja1及aja2为a相中的第一过电流继电器及第二过电流继电器；ajb1及ajb2为b相中的第一过电流继电器及第二过电流继电器；ajc1及ajc2为c相中的第一过电流继电器及第二过电流继电器。wh1、wh2、wh3为对应的三个输电线路中连接的三个电能表， 1ctia、1ctia、1ctia为计量用的电流互感器中的三个不同变比的抽头11。两个过电流继电器分别用于监测对应线路中的电流，从而提供一次电流的动作阈值，为自动切换装置提供切换装置。
75.图2中的aj1为第一过电流线圈，kaj1为第一过电流触点，aj2为第二过电流线圈，kaj2为第二过电流触点。当电流小于第一预设电流时，aj1及 aj2均不动作，对应选择变比最小的抽头11；在电流大于第一预设电流且小于第二预设电流时，aj1动作，且aj2不动作，对应选择变比较大的抽头11；在电流大于第二预设电流时，aj1及aj2均动作，对应选择变比最大的抽头 11。此外，2ct3a为电流检测互感器的副边绕组。
76.作为一种优选的实施例，开关控制电路13包括与第一时间继电器对应的第一线圈和第一触点、与第二时间继电器对应的第二线圈和第二触点及与第三时间继电器对应的第三线圈和第三触点；
77.第一线圈的第一端分别与电源模块的输出正端、第一开关电路14中的第一开关线圈的第一端、第二线圈的第一端、第三线圈的第一端、第二开关电路14中第一开关线圈的第一端、及第三开关电路14中的第一开关线圈的第一端连接，电源模块的输出负端分别与第一过电流触点的第一端、第一触点的第二端、第二过电流触点的第一端及第三触点的第二端连接，第一线圈的第二端分别与第一过电流触点的第二端、第二触点的第一端连接，第一触点的第一端与第一开关电路14中的第一开关线圈的第二端连接，第二线圈的第二端分别与第三触点的第一端及第三开关电路14中的第一开关线圈的第二端连接，第二触点的第二端与第二开关电路14中第一开关线圈的第二端连接、第三线圈的第二端分别与第二过电流
触点的第二端连接；
78.第一触点用于在第一线圈得电时延时断开，并在第一线圈失电时导通；
79.第二触点用于在第二线圈得电时延时断开，并在第二线圈失电时导通；
80.第三触点用于在第三线圈得电时导通，并在第三线圈失电时延时断开。
81.如图2所示，其中，sj1、sj2及sj3分别为第一线圈、第二线圈及第三线圈，ksj1、ksj2及ksj3分别为第一触点、第二触点及第三触点。
82.假设第一预设电流为0.25a(相当于一次电流为300a)，第二预设电流为 0.5a(相当于一次电流为600a)，接下来对本技术的工作流程进行详细说明，如下：
83.1、当2ct3a中的二次电流小于0.25a(一次电流300a)时，wh1电流线圈带电，wh2、wh3的电流线圈不带电，具体描述如下：
84.1.1、过电流继电器aj1不动作，kaj1处于常开状态。dc24v+电源
→
sj5 线圈
→
sj1的触点ksj1
→
dc24-，形成闭合回路，使sj5线圈带电，sj5得电，ksj5常开触点瞬时闭合，1ct1a(300a/1a)二次电流回路形成闭合，使 wh1电能表电流线圈中有电流通过，wh1电流线圈带电。
85.1.2、过电流继电器aj1不动作，kaj1处于常开状态。直流dc24v+
→
sj4 线圈
→
ksj2
→
kaj1
→
dc24-未形成闭合回路，sj4未得电，ksj4常开状态；1ct2a电流回路处于开路状态，wh2电流回路中无电流；
86.1.3、过电流继电器aj2不动作，kaj2处于常开状态。直流dc24v+
→
sj3 线圈
→
kaj2(常开状态)，未形成回路，sj3未得电，ksj3处于常开状态。1ct3a 电流回路处于开路状态，wh3电流回路中无电流。
87.2、当2ct3a中的二次电流≥0.25a(一次电流300a)时，wh2电流线圈带电，wh1电流线圈延时断电，wh3电流线圈不带电，即由wh1切换到wh2；
88.2.1、过电流继电器aj1动作，kaj1处于闭合状态。dc24v+
→
sj2
→
ksj3
ꢀ→
dc24v-，未形成回路，sj2未得电，ksj2常闭状态。dc24v+
→
sj4线圈
→ꢀ
ksj2
→
kaj1形成闭合回路，使sj4动作，ksj4闭合。1ct2a(600a/1a)二次回路形成闭合回路，wh2电能表的电流线圈被接入回路中，wh2电能表电流线圈中有电流通过。
89.2.2、过电流继电器aj1动作，kaj1处于闭合状态，dc24v+
→
sj1线圈
→ꢀ
kaj1
→
dc24v-形成闭合回路，使sj1得电，ksj1常闭触点延时断开，使sj5 得电，ksj5常开触点延时断开，使1ct2a二次电流回路处于开路状态，wh1 电能表电流线圈中无电流；
90.2.3、过电流继电器aj2不动作，kaj2处于常开状态，直流dc24v+电源
→
sj3线圈
→
kaj2(断开状态)，未形成回路，sj3未得电，ksj3处于常开状态。使得dc24v+电源
→
sj6线圈
→
ksj3(常开状态)未形成回路，sj6未得电，ksj6仍然处于常开状态，1ct3a二次回路处于开路状态，wh3的电流线圈中无电流；
91.3、当2ct3a中的二次电流≥0.5a(一次电流600a)时，wh3电流线圈带电，wh1电流线圈不带电，wh2电流线圈延时后断电。即由wh2切换到wh3；
92.3.1、过电流继电器aj2动作，kaj2处于闭合状态，dc24v+
→
sj3线圈
→ꢀ
kaj2
→
dc24v-形成闭合回路，sj3得电，ksj3瞬时闭合。dc24v+
→
sj6线圈
→
ksj3
→
dc24v-形成闭合回路，sj6得电，ksj6瞬时闭合，1ct3a (1200a/1a)二次回路形成闭合回路，wh3电能表电流线圈被接入回路中， wh3电能表电流线圈中有电流通过。
93.3.2、过电流继电器aj2动作，kaj2处于闭合状态，dc24v+
→
sj3线圈
→
kaj2
→
dc24v-形成闭合回路，sj3得电，ksj3瞬时闭合，dc24v+电源
→ꢀ
sj2线圈
→
ksj3
→
dc24v-形成闭合回路，sj2得电，ksj2延时断开，导致sj4 失电，1ct2a二次回路处于开路状态，wh2电流线圈失去电流；
94.3.3、因2ct3a中二次电流电流此时大于＞0.25a，aj1动作状态未改变， kaj1处于闭合状态，dc24v+
→
sj1线圈
→
闭合的kaj1
→
dc24-形成闭合回路，使sj1得电，ksj1常闭触点延时后断开，导致sj5失电，ksj5延时恢复常开状态，使1ct1a二次回路处于开路状态，wh1电流回路中失去电流。
95.其中，对于上述过程中，需要说明的是，回路之间进行切换时是根据输电线路的电流大小来进行的，电流是由小到大或由大到小来变化的，线路中的电流不会产生突变。所以一般回路切换的次序是：wh1切换到wh2、wh2 切换到wh3、其动作过程在1、2、3中进行了详细的分析说明。由大到小切换次序是，wh3切换到wh2、wh2切换到wh1。其动作原理与1、2、3相同。对于wh1
→
wh3、wh3
→
wh1这种情况一般是不会发生的。如果输电线路因意外情况，发生突然停电或发生短路，同样也不会造成电流二次开路的状况。当线路突然停造成电二次回路中没有电流时，会发生wh3直接切换到wh1，此时wh1所在的1ct1a电流回路是闭合的，电流回路不存在开路，分析过程如上述1.1。当发生线路单相或多相短路或接地短路时，线路的一次电流变化也是一个渐变的过程，只不过时间非常的短暂，有可能出现由wh1直接切换到wh3，其动作过程如上述3.1中所述。但是这种故障状态下的计量方式，是不会持续太久的时间，因故障线路会自动跳闸使线路停电。
96.作为一种优选的实施例，还包括与中间继电器对应的中间线圈和中间触点；
97.中间线圈的第一端与电源模块的输出正端连接，中间线圈的第二端与电源模块的输出负端链接，中间触点的两端分别与第i抽头11及与第i抽头11 对应的第i电能表的第一端连接，n≥i≥1，i为整数；
98.中间触点用于在中间线圈得电时断开，在中间线圈失电时闭合。
99.考虑到在上述实施例中的控制电源(dc24v)意外失去时，开关控制电路13及开关电路14无法正常工作，则会造成电流互感器的二次回路中开路。
100.为此，本技术中还设置了中间继电器，在电源失去之后，闭合，以使电流继电器的二次回路中始终有一个闭合的回路，避免出现二次回路开路的情况。
101.具体请参照图2，其中图2中的zj为中间线圈，kzj为中间触点，具体地，sj4、sj5、sj6线圈失电，对应的触点断开，从而1ct1a、1ct2a、1ct3a 的二次电流回路同时开路，发生电流互感器二次回路开路的事故。本技术利用zj及kzj解决此问题。当dc24v控制电源意外失去时，zj常闭触点瞬时恢复接通，使1ct2a电流回路形成闭合。这样就做到了电路控制电源失去后，先接通1ct2a的二次回路，再经过一定延时后，sj4、sj5、sj6常开触点才能断开，从而使电流互感器的二次回路中不会同时开路，始终有一组1ct2a二次回路处于闭合状态。
102.在正常工作状态，即dc24v电源正常时，dc24v+
→
zj4电压线圈
→ꢀ
dc24v-形成回路，zj4动作。其常闭触点kzj4断开，电流互感器1ct2a二次电流ia2形成不了闭合回路，wh2工作状态不会受到影响。
103.当然，本技术中的中间继电器可以设置于任意变比的抽头11对应的回路中，不限于设置在变比适中的抽头11对应的回路中，本技术在此不做特别的限定。
104.综上，本技术中通过中间继电器，可以保证即使在控制电源失去的情况下，避免电流互感器的二次回路中开路，从而避免产生安全事故。
105.作为一种优选的实施例，还包括开路保护装置，开路保护装置包括稳压装置及开关；
106.稳压装置的第一端分别与开关的第一端及第i抽头11连接，稳压装置的第二端分别与开关的第二端及第i电能表的电流输入端连接；
107.开路保护装置用于在电流互感器的副边开路时，控制稳压装置两端的电压为预设电压，并发送报警信息，以使工作人员控制开关闭合。
108.考虑到若上述继电器中出现故障或拒动，也有可能会造成电流互感器的二次回路开路的情况。
109.请参照图4、图5，图4为本实用新型提供的第一种开关保护装置的示意图，图5为本实用新型提供的第二种开关保护装置的示意图。
110.基于此，本技术设置了一个开路保护装置，具体的，在二次回路中出现开路时，稳压装置将回路中的电压稳定在预设电压，以防止二次回路开路时产生的极大电压击穿电流互感器及损坏自动切换装置等。这里的预设电压可以但不限于为2kv。并发出报警信息，工作人员在接收到报警信号之后会及时对其进行检修或者维护处理，并且工作人员会手动合上开关即可，以使先接通电流互感器的二次回路，这里的开关可以但不限于为三联空气开关(图2 中的kk-1)。随后工作人员对切换装置进行故障排除，装置恢复正常后再断开开关。
111.综上，本实施例中可以在继电器中出现故障或拒动时，保证自动切换装置的安全性。
112.一种关口电能计量装置，包括上述的电流互感器量程自动切换装置及与电流互感器的n个不同变比的抽头11一一对应的n个电能表，n为大于1 的整数。
113.为解决上述技术问题，本技术还提供了一种关口电能计量装置，对于关口电能计量装置的介绍请参照上述实施例，本技术在此不再赘述。
114.作为一种优选的实施例，还包括关口电能表量程自动切换装置；
115.关口电能表量程自动切换装置包括开关控制模块、包括n个不同变比的抽头11的电流互感器及n个开关模块，抽头11与开关模块一一对应；
116.开关控制模块的输入端与电流互感器量程自动切换装置中的电流检测装置12的输出端连接，开关控制模块的输出端与n个开关模块的控制端连接，电流互感器的输入端与输电线路连接，电流互感器的输出端为抽头11及与抽头11对应的开关模块与对应的电能表的电压输入端连接；
117.开关控制模块用于根据电流互感器检测到的输电线路上的电流控制和电流对应的开关模块导通，以使对应变比的抽头11与对应的电能表的电压线圈之间导通；
118.其中，导通的开关模块对应的电能表与导通的开关电路14对应的电能表相同。
119.考虑到未通入电流的其它两块电能表的电压线圈一直处于带电状态，当通入电能表的电压高于额定电压的110％时，有可能会使电能表产生潜动，而产生潜动误差。具体地，电流互感器量程自动切换装置主要是用来自动切换输电线路的计量二次电流回路的，对计量装置的二次电压并不能进行切换。这样就会使所有电能表始终带有电压，有可能会使电能表产生潜动，导致计量误差的产生。
120.基于此，本技术还提供了一种关口电能表量程自动切换装置，使未参与计量的电能表，电流线圈中即没有电流，电压线圈中也没有电压。
121.具体地，请参照图6，图6为本实用新型提供的一种关口电能表量程自动切换装置的原理图，原理描述如下：
122.1、当1ct3a中的二次电流小于0.25a(300a)时，aj1和aj2都不动作。此时，24v直流电通过aj1的常闭触点kaj1-2，给固态继电器gj1及中间继电器zj1通电，固态继电器的常闭触点kgj1闭合，中间继电器zj1的两对常开触点kzj1-1、kzj1-2也闭合，接通电能表wh1的电压回路，为第一块电能表wh1的电压线圈供电。
123.由于aj1未动作，其常开触点kaj1-1断开，所以中间继电器zj2也不动作，kzj2-1断开，此时wh2电压线圈不带电；
124.同样aj2不动作，kaj2-1断开，固态继电器gj3、中间继电器zj4都不带电，kg3、kzj4-1、kzj4-2都处于常开状态，这样wh3电压回路也不带电。
125.2、当1ct3a中的一次电流≥300a，二次电流换算值≥0.25a电流时，aj1 动作，aj1常开触点kaj1-1闭合，中间继电器zj2动作，其常开触点kzj2-1 闭合。aj2因动作电流未达到动作值，其常闭触点kaj2-2闭合。24v直流电源通过kaj2-2给固态继电器gj2、中间继电器zj3供电，gj2常开触点kgj2 闭合,kz3-1、kz3-2同时闭合，wh2电压回路通过闭合的kzj2-1、kgj2、kzj3-1、 kzj3-2带点，wh2电压线圈带电。
126.同时由于aj1动作，其常闭触点kaj1-2断开，固态继电器gj1失电，kgj1 断开、中间继电器zj1失电，kzj1-1、kzj1-2断开，使wh1电压线圈失电。
127.wh3因aj2未动作kaj2-1处常开位，固态继电器gj3不带电，kgj3处常开位，zj4不带电，kzj4-1、kzj4-2处常开位，所以wh3电压线圈也不会带电。
128.3、当1ct3a一次回路电流大于等于≥600a，二次电流换算值≥0.5a电流时，aj2动作，aj2常开触点kaj2-1闭合，固态继电器gj3带电，kgj3常开触点闭合，中间继电器zj4带电，kzj4-1、kzj4-2闭合。wh3电压回路通过gj3、zj4闭合的常开触点带电，wh3电压线圈带电。
129.此时，由于aj1仍然处于动作状态，其常闭触点kaj1-2断开，固态继电器gj1失电，kgj1断开、中间继电器zj1失电，kzj1-1、kzj1-2断开，wh1 电压回路不带电。
130.因aj2动作，其常闭触点kaj2-2断开，使gj2失电，kgj2断开，zj3失电，kzj3-1、kzj3-2同时断开，此时aj1状态未改变，任然处于动作状态， kaj1-1闭合，zj2带点动作，kzj2-1闭合，使wh2电压线圈失电。
131.4、当控制回路电源(24v)因不明原因失去时，此装置控制部分会失灵，会导致wh1、wh2、wh3电压回路同时失去电源。电路中的中间继电器zj5，是具有常闭触点的中间继电器，当控制电源失电后，常闭触点接通，为wh3 提供工作电压ua，其工作过程如下：
132.当dc24v+
→
zj5线圈
→
dc24v“－”，中间继电器动作，常闭触点kzj5 断开，对整体控制回路没有任何影响。
133.当控制电源断电后zj5电压线圈失电，其常闭触点kzj5闭合，ua
→
kzj5
ꢀ→
wh3
→
un形成闭合回路，电能表wh2的电压线圈带电。
134.为了使参与计量的三块电能表，始终有一块电能表参与电能计量，其他两块电能表电流及电压线圈中都不带电，我们把两个电路(电流互感器量程自动切换装置、关口电能
电能表a相电流线圈带电。
160.3.2.2、aj2动作，kaj2-1处于闭合状态，中间继电器zj＂带电，其常开触点kzj＂-2闭合，dc24v+电源
→
sj3电压线圈
→
kzj＂-2
→
dc24v-形成闭合回路。瞬时闭合ksj3。dc24v+
→
时间继电器sj2
→
ksj3
→
dc24v-形成闭合回路，sj2动作，ksj2延时断开，使时间继电器sj4失电，ksj4延时断开，使1ct2a回路中的wh2电流线圈失去电流，(注：因1ct3a回路中的wh3 a相电流线圈已带电，此时允许1ct2a回路开路，且不会产生高压)。
161.3.2.3、因2ct3a中二次电流此时大于＞0.25a，继电器aj1动作状态未改变，kaj1处于闭合状态，中间继电器zj＇带电，常开触点kzj＇-2闭合， dc24v+
→
sj1电压线圈
→
闭合的kzj＇-2
→
dc24-形成闭合回路，使sj1 动作，ksj1常闭触点延时后断开，导致sj5时间继电器失电，ksj5延时断开，使wh1电能表a相电流回路失去电流(注：因1ct3a回路中的wh3 a相电流线圈已带电，此时允许1ct1a回路开路，且不会产生高压)。
162.四、当24v控制电源失去后，中间继电器zj5及zj9动作情况
163.4.1、电压控制回路动作分析：当控制回路dc24v电源因不明原因失电时，装置控制部分会失灵，会导致wh1、wh2、wh3电压回路同时失去电源。为了解决此问题，我们在回路中又加装了一块具有常闭触点的zj5中间继电器，当控制电源失电后，常闭触点接通，为wh2提供工作电压ua，其工作过程如下：
164.当dc24v控制电源正常时，dc24v+
→
zj5电压线圈
→
dc24v“－”，中间继zj5电器动作，常闭触点kzj5处于断开状态。ua电压不能通过kzj5 形成闭合回路，对wh2工作状态没有影响。
165.当控制电源断电后zj5电压线圈失电，其常闭触点kzj5瞬间闭合，ua
→ꢀ
kzj5
→
wh2
→
un形成闭合回路，电能表wh2带电开始计量1ct2a中的电能
166.4.2、电流控制回路动作分析：当控制回路dc24v电源因不明原因失电时，装置控制部分会失灵，会导致sj4、sj5、sj6同时失电，其常开触点都会同时断开(其中，sj1、sj4、sj3其触点都具有断电延时断开功能)，导致电流回路开路。为了解决此问题，我们在电流控制回路中加装了一块具有常闭触点的zj9中间继电器，当控制电源失电后，常闭触点瞬间接通，保证了1ct2a 在sj4、sj5、sj6常开触点断开之前就已经通过kzj6形成闭合回路，使1ct2a 不会在控制回路失电时开路。其工作过程如下：
167.当dc24v控制电源正常时，dc24v+
→
zj6电压线圈
→
dc24v“－”，中间继zj6电器动作，常闭触点kzj6处于断开状态。ia电流不能通过kzj6 形成闭合回路，对wh2工作状态没有影响。
168.当控制电源断电后，zj6电压线圈失电，其常闭触点kzj6瞬间闭合，ia
→ꢀ
kzj6
→
wh2
→
in形成闭合回路，电能表wh2电流线圈在sj4、sj5、sj6常开触点断开之前，就已带电形成闭合电流回路，开始计量1ct2a中的电能。对于本技术提供了一种关口计量装置，对于关口计量装置的介绍请参照上述实施例，本技术在此不再赘述。
169.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
170.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
171.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，包括电流检测装置、开关控制电路、包括n个不同变比的抽头的电流互感器及n个开关电路，且n个所述抽头与n个所述开关电路一一对应，n为大于1的整数；所述电流检测装置与输电线路连接，所述电流检测装置的输出端与所述开关控制电路的输入端连接，所述开关控制电路的输出端分别与n个所述开关电路的控制端连接，所述电流互感器的输入端与所述输电线路连接，所述电流互感器的输出端通过所述抽头及与所述抽头对应的开关电路与电能表的电流输入端连接；所述电流检测装置用于检测所述输电线路上的电流；所述开关控制电路用于根据所述电流控制与所述电流对应的开关电路导通，及控制上一个导通的所述开关电路延时关断，以使与导通的所述开关电路对应变比的抽头和对应的所述电能表的电流线圈之间接通，及上一个导通的所述开关电路对应的所述抽头与对应的所述电能表的电流线圈延时断开；其中，导通的所述开关电路对应的抽头的变比与所述电流呈正相关。2.如权利要求1所述的电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，所述开关电路包括与开关继电器对应的第一开关触点及第一开关线圈；所述第一开关线圈与所述开关控制电路的输出端连接，所述抽头通过所述第一开关触点与所述电能表的电流输入端连接；所述第一开关触点用于在所述第一开关线圈得电时导通，并在所述第一开关线圈失电时延时断开。3.如权利要求1所述的电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，n为3，所述电流检测装置包括与输电线路连接的电流检测互感器、第一过电流继电器及第二过电流继电器，所述第一过电流继电器包括第一过电流线圈及第一过电流触点，所述第二过电流继电器包括第二过电流线圈及第二过电流触点；所述电流检测互感器的副边绕组的一端分别与所述第二过电流线圈的一端及地端连接，所述第二过电流线圈的另一端与所述第一过电流线圈的一端连接，所述第一过电流线圈的另一端与所述电流检测互感器的副边绕组的另一端连接；所述第一过电流触点及所述第二过电流触点分别与所述开关控制电路连接；所述第一过电流触点用于在所述第一过电流线圈上的电流大于第一预设电流时闭合；所述第二过电流触点用于在所述第二过电流线圈上的电流大于第二预设电流时闭合，所述第一预设电流小于所述第二预设电流；所述开关控制电路具体用于在所述第一过电流触点及所述第二过电流触点均未闭合时，控制第一开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开；在所述第一过电流触点闭合且所述第二过电流触点未闭合时，控制第二开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开；在所述第一过电流触点及所述第一过电流触点均闭合时，控制第三开关电路导通及上一个导通的所述开关电路延时断开。4.如权利要求3所述的电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，所述开关控制电路包括与第一时间继电器对应的第一线圈和第一触点、与第二时间继电器对应的第二线圈和第二触点及与第三时间继电器对应的第三线圈和第三触点；所述第一线圈的第一端分别与电源模块的输出正端、所述第一开关电路中的第一开关
线圈的第一端、所述第二线圈的第一端、所述第三线圈的第一端、所述第二开关电路中第一开关线圈的第一端、及所述第三开关电路中的第一开关线圈的第一端连接，所述电源模块的输出负端分别与第一过电流触点的第一端、所述第一触点的第二端、所述第二过电流触点的第一端及所述第三触点的第二端连接，所述第一线圈的第二端分别与所述第一过电流触点的第二端、所述第二触点的第一端连接，所述第一触点的第一端与所述第一开关电路中的第一开关线圈的第二端连接，所述第二线圈的第二端分别与所述第三触点的第一端及所述第三开关电路中的第一开关线圈的第二端连接，所述第二触点的第二端与所述第二开关电路中第一开关线圈的第二端连接、所述第三线圈的第二端分别与所述第二过电流触点的第二端连接；所述第一触点用于在所述第一线圈得电时延时断开，并在所述第一线圈失电时导通；所述第二触点用于在所述第二线圈得电时延时断开，并在所述第二线圈失电时导通；所述第三触点用于在所述第三线圈得电时导通，并在所述第三线圈失电时延时断开。5.如权利要求1-4任一项所述的电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，还包括与中间继电器对应的中间线圈和中间触点；所述中间线圈的第一端与电源模块的输出正端连接，所述中间线圈的第二端与所述电源模块的输出负端链接，所述中间触点的两端分别与第i抽头及与所述第i抽头对应的第i电能表的第一端连接，n≥i≥1，i为整数；所述中间触点用于在所述中间线圈得电时断开，在所述中间线圈失电时闭合。6.如权利要求5所述的电流互感器量程自动切换装置，其特征在于，还包括开路保护装置，所述开路保护装置包括稳压装置及开关；所述稳压装置的第一端分别与所述开关的第一端及第i抽头连接，所述稳压装置的第二端分别与所述开关的第二端及第i电能表的电流输入端连接；所述开路保护装置用于在所述电流互感器的副边开路时，控制所述稳压装置两端的电压为预设电压，并发送报警信息，以使工作人员控制所述开关闭合。7.一种关口电能计量装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的电流互感器量程自动切换装置及与所述电流互感器的n个不同变比的抽头一一对应的n个电能表，n为大于1的整数。8.如权利要求7所述的关口电能计量装置，其特征在于，还包括关口电能表量程自动切换装置；所述关口电能表量程自动切换装置包括开关控制模块、包括n个不同变比的抽头的电流互感器及n个开关模块，所述抽头与所述开关模块一一对应；所述开关控制模块的输入端与所述电流互感器量程自动切换装置中的电流检测装置的输出端连接，所述开关控制模块的输出端与n个所述开关模块的控制端连接，所述电流互感器的输入端与输电线路连接，所述电流互感器的输出端为所述抽头及与所述抽头对应的所述开关模块与对应的电能表的电压输入端连接；所述开关控制模块用于根据所述电流互感器检测到的所述输电线路上的电流控制和所述电流对应的所述开关模块导通，以使对应变比的所述抽头与对应的所述电能表的电压线圈之间导通；其中，导通的所述开关模块对应的电能表与导通的开关电路对应的电能表相同。

技术总结
本实用新型公开了一种电流互感器量程自动切换装置及关口电能计量装置，包括电流检测装置、开关控制电路、包括N个变比的电流互感器及N个开关电路，N个抽头的变比不同，根据输电线路上的电流选择对应变比的抽头与电能表间的开关电路导通，使电流互感器以对应变比的抽头工作，以实现对输电线路上的电流的测量，进而电能表根据电流计算出输电线路上输送的电量值。在电流较大时可以选用变比较大的抽头，在电流较小时选用变比较小的抽头，从而提高测量电流的精度，减小测量误差。此外，控制与电流对应的开关电路导通时，控制上一个导通的开关电路延时关断，可以避免电流互感器的二次回路中出现开路，避免出现电弧及损坏电流互感器，提高了安全性。提高了安全性。提高了安全性。


技术研发人员：王丰 张雨 吴艳春 刘家英 许漳龙 朱雅婷 冯雨 李恭斌
受保护的技术使用者：华能平凉发电有限责任公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2022/3/8