本发明涉及电力部门户内和户外，高、低压电能计量装置，主要是对高或低压一次母线和高或低压电流互感器组的一次侧连接，电流互感器组，电压互感器组二次回路和计量电能表组连接作改进。 以下“电流互感器”简称“CT”。
现有的电能计量装置内计量用的CT和电能表规格配置，供电部门是按“电能计量装置管理规程DL448-91中3.6条、3.7条要求使用一组两只或参只一种变比CT和一组有功、无功、复费率电能表等配置方法。因CT存在误差，当负荷电流低于CT标定值10%时，比差增加一倍，如低于10%以下时，其比差在几倍以上，有的高达几十倍，而且都是负值。感应式电能表，也有一个明显轻载失电缺陷，就是使用目前D86系列宽负荷电能表，也有低于15W以下时，也失去计数功能。采用上述的配置方法，计量实际负荷电流小于30%以下，特别是小于10%以下，计量装置计量电能准确性下降，超过了计量装置允许的计量误差范围。在我国每年缺电约15-20%，全国各地“三电办”采用拉闸限电办法暂时缓解缺电的不足，首当其冲的都是工业用电大户，甚至给一些用户采用保安用电办法来避开用电高峰。（摘自93年10月10日“人民日报”电力-中国经济又一个“瓶颈”）江西用电最大峰谷差93年76.3万千瓦，且峰谷差是呈增大超势（引自“江西电力简讯”93.4期），有些用户用电性质决定日负荷率很低，这样上述情况，电能计量装置经常处在低负荷运行状态情况就显得更特出。
本发明的目的，在按国家“DL448-91”、“JJG307-88”“JJG313-83”、“JJG314-83”的标准和规程下，在于避免现有测量方法的不足之处而改进可在计量点连接供电情况下，能按高、低负荷电流两种情况自动转换CT变比，分别计量轻、重负荷电能，又适合现有测量方法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。
本发明的目的，可以通过以下措施来达到：本发明由两组相同规格的高压或低压电能表，两组由两对或叁对，一次容量相差1/5左右，二次容量相同，不同变化的高压或低压CT，机械式转换器组和电路件，并与现有测量方法相结合而组成。电路件第一级由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组成。目的是为了获取一个受负荷电流变化地信号电压和不受负荷电流变化的恒定工作电压也是基准电压。前者电路中，从一次母线安装的采样CT二次侧输入的电流，经中间电流互感器一次侧闭合，在二次侧并联电阻两端得到交流信号电压，完成电流→电压的转换，通过桥式整流、滤波的直流信号电压送下级电路检测，后者电路，取之电网来的交流低压电源经变压器降压，桥式整流、滤波、三端稳压器稳压后送下级电路作为工作电源。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大小和前者电路集成块基准电压相比较，使放电端关断或导通来控制后者电路，串联后跨接在工作电源两端电阻和电容器充放电过程，通过电容器两端充电或放电电压高低达到控制本电路集成块放电端导通或关断，使接在放电端和工作电源正极的微型继电器电磁线圈得电或失电，使其触点的闭合或打开。第三级为控制电路，当微型继电器吸合或释放，带动触点闭合或打开，使和其触点串联后跨接在低压交流电源两端的交流接触器同时闭合或打开来控制接在交流接触器常闭和常开触点分别串联跨接在同一低压交流电源两端的两个插座交替接通或断开低压交流电源。由于转换器组前、后致动件中的电磁线圈通过电缆产生磁力，使前或后致动件拉力杆吸合，而另一个拉力杆释放。机械式转换器组，由两个或叁个相同的单元机械式转换器按纵队排列，并之间有一定间隔，安装在同一块绝缘板上，每个单元转换器结构有3个完全相同的部件，也按一定间隔排成一字型用铜螺丝固定的绝缘板上，部件由长条铜板下静触片上套装型铁支架，铁支架两头通过铜螺丝固定在绝缘板上的，此固定铜螺丝接线端，铁支架内两边螺杆从下穿过绝缘底板，下静触片，再套上铜套筒，上静触片、压簧、压簧调节螺帽，穿过铁支架用螺帽固定，上静触片两头用软铜片连接在接线端上，长方形活动杆由硬聚氯乙烯绝绝材料做成，中间四面嵌入铜外壳，活动杆穿过三个部件的，上、下静触片和两边螺杆上的铜套筒组成的长方形内孔，组成了一个单元转换器，由两个或叁个这单元转换器已纵队排列用铜螺丝固定在同一块绝缘板上的绝缘板四角再用螺丝固定在用螺丝固定在铁板上的两个致动件中间位置，绝缘板和铁板平面平行，并有一定空隙，两根或叁根单元转换器活动杆前、后两端顶部，用连接板分别连接在前、后连杆两端或两端和中间位置，位于单元转换器前、后致动件的拉力杆的顶部，用螺丝固定在前、后连杆中间位置，并且两根或叁根活动杆和拉力杆在一个平面上相互平行组成机械式转换器组，前、后致动件中的电磁线圈通过电缆插头和两个插座分别连通。上述转换器组具有两个或叁个单元转换器的和两组由两对或叁对一次容量相差1/5，二次容量相同的高压或低压CT对应配合，每相需测量的一次母线输入端分别接每个单元转换器中间接线端，后接线端接每对大变比CT一次侧输入端，前接线端接每对小变比电流互感器一次侧输入端，每对大小变比CT一次侧输出端并联后接在每相一次母线输出端上，两组不同变比CT组，二次侧分别和两组电能表的各相电流线圈串联，电压线圈各相电压，并联在高压电压互感器二次侧或直接并联在低压一次母线各相上。当采样电流互感器二次侧电流送入电路件中经控制，使转换器组前或后致动件的拉力杆向蔽口内吸合，而后或前拉力杆释放，带动前或后连杆，活动杆到停止，使串联在一次母线各相上转换器组的接线端，大或小变比CT一次侧线圈通过转换器组活动杆上的铜外壳连接，达到连续供电，又能按采样信号大小改变CT变比，使用两组电能表分别计量和大小变比CT组成的电能计量回路的电能。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到，在第一级，一次母线负荷采样转换成直流信号电压电路中，整流后信号电压并联一只可调电位器，起可调制的作用。第二级，电压比较电路集成块控制端和触发端的信号电压分别从两个并联在信号端的可调电阻中间抽头引入，起到能在负荷电流上升和下降到同一幅度时，使放电端导通或关断，还设置了RC充放电延时，防止冲击负荷对机械式转换器组动作过频繁影响。在两块集成块控制端分别接入电容器对地，防止外界干扰。每个单元转换器上还设置了压簧调节螺帽，调节上静触片对活动杆的压力。
本发明对比现有电能计量装置计量方法，由于在一次回路增加了机械式转换器组，电路件，两组电能表和两组不同变比电流互感器组相结合组成电能计量装置，能在一次母线连续供电情况下，按一次母线负荷电流的高低自动转换CT的变比，使CT和电能表运行在最小计量误差的范围，达到计量准确目的。
下面结合附图和具体实施方案对本发明再作详细说明：
图1是本发明计量装置中电路件电原理图
图2是本发明计量装置中，单元转换器正面图
图3是本发明计量装置中，单元转换器侧面图
图4是本发明计量装置中，转换器组安装示意图
图5是本发明计量装置中，取叁相测量电流的低压计量方式计量电能原理图
图6是本发明计量装置中，取两相测量电流的高压计量方式计量电能原理图
由图1可知：本发明电路件，第一组电流采样电路和直流稳压电路，前电路取样电流互感CT1（300/5ALQG-0.5）的二次电流通过K′2、K′1接线柱引入中间电流互感器LB一次侧形成闭合回路，二次侧和电阻R1并联两端压降输入由D1-D4组成的桥式整流电路，输出的直流信号电压跨接在电解电容器C1，稳压二极管W1（2CW59）两端后输出到下级电路。从电网来的交流低压电源，标称电压220V，从接线柱5、6两端引入降压变压器T2一次侧，二次侧接桥式整流电路D5-D8，输出端并联滤波电容器C5、C6后并联在三端稳压器W7807，1、2端，2端接地，三端稳压器2、3端又并联电容器C7再次滤波，输出、输出端Vdd对地的直流电压7V，第二级，比较和延时电路中，IC1、IC2为时基电路集成块NE555，用可调电位器WR2电阻R2和可调电位器WR3、R3分别串联后，并联跨接在信号电压两端，两个可调电位器上端并联点接信号电压输入端V。电位器中间抽头分别接IC12脚、6脚，电阻R4和电解电容器C3串联后跨接在工作电流7V上，电阻R4一端接Vdd，串联点接IC17脚，另一头接后电路集成块IC26脚、2脚并联点上，IC1、IC2的4脚、8脚，接工作电源Vdd点上，5脚分别经电容器C2、C4接地，防止外界干扰，1脚直接接地，IC27脚接微型继电器（JRX-13F-1/006）电磁线圈一头，另一头接工作电源Vdd上，当K′2、K′1输入的采样二次电流在1安培以下时，经第一组电路、电流→电压转换，输入到第二级电路中的IC16脚、2脚对地电压分别小于2/3Vdd、1/3Vdd、IC17脚关断，工作电压通过电阻R4向电容器C3对地充电，时间常数2分钟后，C3上充电压也是IC26脚、2脚电压大于2/3Vdd、IC27脚导通，跨接在工作电源Vdd和IC27脚的微型继电器K2（JRX-13F-1/006）电磁线圈得电动作，常开触点J1-1闭合。当K′2、K′1输入的采样二次电流在1安培以上时，经第一级电路电流→电压转换，输入到第二级电路中的IC16脚2脚对地电压分别大于2/3Vdd、1/3Vdd、IC17脚导通，C3上的电容电压迅速通过IC17脚对地放电为零，使IC26脚、2脚电压小于1/3Vdd、IC27脚关断，跨接在IC27脚和工作电源两端微型继时器K2失电，使常开触点J1-1恢复断开状态。第三级控制电路中，J2交流接触器（JTX-2Z）与其触点J1-1串联并跨接在降压变压器T2一次侧，5、6接线柱从电网来的低压220V交流电源接在5、6接线端。从接线端5、6输入的220V交流电流通过J2的J2-1常闭触点，并联在插座CZ1两端，220V交流电源也通过J2的J2-2常开触点并联在插座CZ2两端，当继电器J2得电，常开触点J2-2闭合，220V交流电源通过J2的J2-2触点使插座CZ2带电，当继电器J2失电，J2-1触点恢复闭合，220V交流电源通过触点J2-1触点使插座CZ1带电。
由图2可知：本发明单元转换器的其中每个部件都由下述结构构成，由两根螺杆10从绝缘底板1底面穿过，套装下静触片3分别套装一个铜套筒5、上静触片6、又分别套装一个压簧7，调节螺帽8，穿过型铁支架9顶部，用螺帽固定，下静触片3，铁支架9两头，通过接线柱2.1固定在绝缘板1上，上静触片6两头和两个接线柱2.1，用软铜片4连接，上、下静触片6、3和套在螺杆10上的两个铜套筒5围成的长方形内装上一根活动杆12，活动杆12中间一段外四面嵌入铜外壳11，活动杆12厚度大于铜套筒5高度3毫米，宽度小于两个套装在螺杆10上铜套筒之间距离1毫米，在螺杆10上的铜套筒5之间以0.2毫米间隙活动配合并能围绕螺杆10自由转动，以减少活动杆12直线运动时的侧面摩擦力。
由图3可知：本发明转换器组中的单元转换器由三个相同尺寸形状的部件，27.1、27.2、27.3排成一字型，并之间间隔相等，例如：电流互感器配300/5A，间隔30毫米，排在一条直线上，用接线端2.1、2.2、2.3固定在绝缘底板1上，三个铁支架前后最宽长度是108毫米，活动杆12中间嵌的铜外壳11长92毫米嵌入的铜外壳和用聚氯乙烯材料做的活动杆光面平整、光滑，活动杆长200毫米，活动杆12穿过三个部件27.1、27.2、27.3中的上、下静触片6、3间能直线来回运动。
由图4可知，本发明机械式转换器组，按计量方式取叁相测量电流的，由叁个单元转换器24、25、26按纵队排列，通过接线端固定在绝缘板上的，选择好尺寸使三个单元转换器活动杆12.1、12.2、12.3前头部绝缘体用前连接板15.1、15.2、15.3用螺丝连结在前连杆14上，前致动件22安置在前连杆14前方并用螺丝固定在铁板29上，并且前连接板15.2另一头头部用螺丝和前拉力杆17头部固定在一起，前后致动件22、23规格（MQ-25N行程30毫米，额定电压220V，通电率100%）三个单元转换器活动杆12.1、12.2、12.3后头绝缘体头部用后连接板18.1、18.2、18.3并用螺丝连接在后连杆13上，并且后连接板18.2另一头用螺丝和后拉力杆16头部固定在一起，后致动件23、安置在后连杆13后方并用螺丝固定在铁板29上，绝缘底板1，四角用螺丝28固定在铁板29上，并且相互水平面平行。转换器组电气间隔按“高低压电气设计手册”、“JB911-66”要求。当前致动件22的电磁线圈得电，后致动件23的电磁丝圈失电时，前拉力杆17拉动前连杆14，带动活动杆12.1、12.2、12.3到行程结束，使每个单元转换器的前接线端2.4、2.1、2.7和中间接线端2.5、2.2、2.8分别通过铜外壳11.2、11.1、11.3同时分别可使电气性能上短路，使后接线端2.6、2.3、2.9和中间接线端2.5、2.2、2.8同时分别电气性能上开路。当后致动件23的电磁线圈得电，前致动件22的电磁线圈失电时，后拉力杆16拉动后连杆13带动每个单元转换器的活动杆12.1、12.2、12.3到行程结束，使前接线端2.4、2.1、2.7和中间接线端2.5、2.2、2.8同时分别可使电气性能上开路，使后接线端2.6、2.3、2.9和中间接线端，2.5、2.2、2.8同时分别可使电气性能上短路。
从上图2、图3、图4详述得出按上述其中一种配置方法，转换器组三根活动杆最大的前后直线运动距离30毫米，也是致动件最大行程，活动根最大直线运动距离过程中，因活动杆上的三个铜外壳长92毫米是单元转换器的前后部件侧面宽度中点两点间的直线距离，所以，三根活动杆带动三个铜外壳最大前后直线运动距离过程中，使三个单元转换器的前、中、后三个接线端之间接触同时分别电气性能上相互转换是：前或后接线端和中间接线短路→三个接线端短路→前或后接线端和中间接线开路→后或前接线端和中间接线端短路。
由图5可知：本发明使用在三相四线制电能计量，采用三个单元转换器的转换器组。例如：大变比取300/5A规格，CT3、CT7、CT5大变比电流互感器，按大变比一次容量的1/5是60/50A，CT2、CT6、CT4小变比电流互感器，CT2和CT3、CT6和CT7、CT4和CT5三对电流互感器，分别一次侧输出端L2并联，接点M1、M2、M3分别连接一次输出母线A′B′C′，电能表DT86-1，A元件电流线圈输入端输出端和CT2二次侧K1、K2端串联，B元件电流线圈输入端输出端和CT6二次侧K1、K2端串联，C元件电流线圈输入端输出端和CT4二次侧K1、K2端串联。电能表DT86-2，A元件电流线圈输入端、输出端和CT3二次侧K1、K2端串联，B元件电流线圈输入端、输出端和CT7二次侧K1、K2端串联，C元件电流线圈输入端、输出端和CT5二次侧K1、K2端串联。
电能表DT86-1、DT86-2，电压元件的a、b、c、o相分别并联在一次母线A′B′C′O′相上，CT2、CT3、CT6、CT7、CT4、CT5的一次侧输入端L1用电缆分别连接转换器组，前、后接线端2.4、2.6、2.1、2.3、2.7、2.9，一次母线一次母线。A、B、C输入分别接转换器组中间接线端2.5、2.2、2.8，转换器组的前致动件22用电缆连接电路件中插座CZ2、后致动件23用电缆连接电路件中插座CZ1，电路件中变压器T2一次侧接线柱5.6端接一次母线A、O相上，采样电流互感器CT1串联在一次母线B相上，二次侧K1、K2接线端用电缆引入电路件中的中间电流互感器K′1、K′2接线端，当接在一次母线B相上采样CT1二次侧输入到电路件中的接线柱K′1、K′2二次电流小于1安培以下时，也就是一次母线电流达大变比电流互感器一次额定电流1/5以下，经电路件中电路控制，插座CZ2带电，CZ1不带电，插座CZ2、CZ1分别通过电缆、插头和前致动件22，后致动件23连通的，所以前致动件22得电，后致动件23失电，前拉力杆17、拉动前连杆14，带动活动杆12.1、12.2、12.3使每个单元转换器前接线端2.4、2.1、2.7和中间接线端2.5、2.2、2.8分别通过铜外壳11.2、11.1、11.3同时分别接触，一次母线A、B、C三相负荷电流从中间接线端2.5、2.2、2.8输入，经过铜外壳11.2、11.1、11.3到前接线端2.4、2.1、2.7分别通过一次母线电缆19.4、19.1、19.7到CT2、CT6、CT4的一次侧L1端经过一次线圈分别从并联接头M1、M2、M3到输出母线A′、B′、C′，CT2、CT6、CT4二次侧分别感应二次电流从K1、K2端和电能表DT86-1，A、B、C电流元件的电流线圈闭合，因电能表DT86-1的电压元件各相并联在一次母线各相上的，电能表DT86-1计量低负荷电流电能。CT3、CT7、CT5因转换器组每个单元转换器的作用，一次侧开路，电能表DT86-2停走。
当接在一次母线B相上采样电流互感器CT1二次侧输入到电路件中接线柱K′1、K′2二次电流大于1安培以上时，也就是一次母线电流达大变比电流互感器一次额定电流1/5以上一直到最大值，经电路件中电路控制，插座CZ2失电，CZ1得电，插座CZ2、CZ1分别通过电缆插头和前致动件22后致动件23连通的，后致动件23的电磁线圈得电，后拉力杆16通过后连杆13，带动活动杆12.1、12.2、12.3到行程结束停止，使每个单元转换器后接线端2.6、2.3、2.9和中间接线端2.5、2.2、2.8分别通过铜外壳11.2、11.1、11.3同时分别接触，一次母线A、B、C相负荷电流分别通过中间接线端2.5、2.2、2.3输入经过铜外壳11.2、11.1、11.3到后接线端2.6、2.3、2.9分别通过一次母线电缆19.6、19.3、19.9到CT3、CT7、CT5的一次侧L1输入端经过一次线圈分别从并接点M1、M2、M3到输出母线A′B′C′相CT3、CT7、CT5二次侧分别感应二次电流从K1、K2端和电能表DT86-2，A、B、C电流元件的电流线圈串联，因电能表DT86-2电压元件各相分别并联在一次母线各相电压上，电能表DT786-2计量高负荷电流电能，CT2、CT6、CT4因转换器每个单元转换器的作用，一次侧开路，电能表DT86-1停走，本装置使用在低压380/220V电压等级，计量电能的总电度是：
电能表DT86-1抄见电度×小变比电流互感器的比值+电能表DT86-2抄见电度×大变比电流互感器的比值＝总电度
由图6可知：计量点是高压10KV以上电压等级，三相三级制，取两相测量电流的计量方式和图5中的低压380/220V低压计量方式相比较，接线原理，控制原理是一样的，区别是电能表组的电压元件各相电压和电压互感器PT二次侧各相电压并联，输入到电路件中5、6接线端的低压交流电流，是用降压变压器T，二次侧T1-4、T1-3直接输入，降压变压器，T一次侧T1-2、T1-1并联在一次母线A、B两相上，因取两相测量电流转换器组中少配装一个单元转换器25电流互感器组少配一对，CT6、CT7，但CT2、CT3、CT4、CT5采用高压互感器规格，计量电能总电度是：DS86-1有功或无功DX86-1抄见电度×高压小变比电流互感器比值×高压电压互感器比值-DS86-2有功或无功DX86-2抄见电度×高压大变比电流互感器的比值×高压电压互感器比值＝总电度。