電能計量裝置檢測及常見故障分析與處理

摘要：在運行過程中，電能計量裝置經常會出現故障和誤差，會對電量計量的準確性、線損的準確性等造成影響，為降低電能計量誤差，需要做好電能計量裝置的檢測工作，并對存在的故障進行分析和處理。文章首先介紹了電能計量裝置，然后分析了臺式電能表和便攜式電能表檢定裝置問題及處理措施，最后對降低電能計量誤差方法進行探討。

關鍵詞：電能計量裝置；故障分析；電能表；臺式電能表；便攜式電能表；檢定裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2017）11-0112-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.057

電能計量裝置是一種電能表檢定裝置，主要包括便攜式檢測裝置和臺式檢測裝置兩種，其主要用來檢測等級比較低的安裝式電能表或標準式電能表。如果電能計量裝置出現故障，會直接導致檢測誤差變大，影響被測表誤差量的準確性和被測誤差準確性，甚至會影響電網計量的準確性。

1 電能計量裝置介紹

電能計量裝置指的是用電方和供電方進行電能結算的主要工具，同時也是進行企業經濟核算的重要措施，所以要保證電能計量的正確性和準確性。為了保證電能計量的可靠性和準確性，需要做到以下幾點：要保證互感器的組別、極性、電能倍率的準確性；要保證互感器和電能表誤差在規定范圍值內；需要結合電路的具體情況科學的對電能表接線方式來進行選擇；要保證電能表銘牌可以和實際的電流頻率、電壓等對應；要保證電壓互感器二次回路電壓降可以達到設計要求；二次回路負荷要控制在電壓互感器或電流互感器額定范圍值內；接線要正確，在電網運行過程中，如果電能計量裝置接線不正確，需要將不正確的接線找出，然后對其進行糾正，此外還要計算退補電量。

2 臺式電能表檢定裝置問題分析與處理

2.1 故障現象

在利用一臺DZ603-III臺式0.01級三相標準電能計量裝置對三相標準電能表進行測試時，被測表誤差等級為0.05級，U相三相四線220V、5A的0.5（L）測定誤差為0.065%，相對來說誤差比較穩定，對多臺三相標準電能表進行測試后測試結果都不達標。但是對不同型號（BD-3A1G）的三相標準電能表進行測定時，測量誤差合格，但是誤差值偏大。為了說明該型號設備存在問題，換用相同標準、相同等級的電能計量裝置對MDP2000三相標準電能表進行檢測，經過測試證明，得到的測試結果均合格，說明該電能計量裝置存在問題。

2.2 原因分析

首先對三相標準電能表的U相使用三相標準裝置U相測試器誤差，經過測試誤差值在要求范圍內，而將U相電流和三相電壓變大時，測試U相220V、5A的誤差均不達標。經過試驗后發現，所有問題主要出現在電壓回路上，該裝置三相標準裝置的三相電壓放大線路板和三相電壓穩壓電路板都在一個箱體中布設，然后升高三相標準裝置的三相電壓。分別利用w相和V相電流對檢測的標準電能表U相的220V、5A誤差進行測試，經過測試后發現測試結果依然不達標，由此可以看出三相標準源是互相影響的，而且也進一步確定出問題出現在電源部分。

拆下臺子上的電壓箱體后，檢查線路板是否存在問題。在檢查U相電壓前置放大器線路板時，檢查出有一個電容腳存在脫焊的情況。利用萬用表進行檢測后發現，電容和線路板電已經完全斷開。旱牢電容腳后安裝好電源箱，然后重新開機進行檢測后發現被檢測的標準三相電能表誤差均保持在設計要求值內。電壓前置放大器主要是將選擇的電源信道放大至額定的電平，再利用功率放大器放大交流信號，得到需要的不失真的電流和電壓，所以在斷開將電路和電壓前置放大器故障電容斷開后，最終得到的交流電壓信號為一個失真的信號。工作電壓信號在利用功率放大器進行放大后也是失真的，因此造成測試誤差變大。

2.3 故障處理措施

在對故障進行檢測的過程中，要先對線路板進行檢查，重點檢查線路板上電子元件是否出現了脫焊、松動和損壞的情況，如此一來就可以避免出現誤差，提升工作效率。

3 便攜式電能表檢定裝置的問題與處理

3.1 故障的基本情況

在使用BY2082C1便攜式單向電能計量裝置來進行檢測時，發現在脈沖輸出端輸出了低頻脈沖信號，但是不能將PS42A誤差計算器觸發。

3.2 故障原因分析

首先，在被測裝置的低頻率脈沖輸出端使用指針式多用表直流10V電壓檔位進行測量，測量發現指針會進行左右擺動，說明該裝置輸出有低脈沖，利用示波顯示脈沖波形，對波形幅值的具體變化情況進行觀測后發現，測量波形幅值變化不大，處于1V左右。而常規誤差計算器觸發脈沖值處于2.1～4.5V，脈沖信號就無法被誤差計算器正常接收。光電耦合器作為影響被測裝置脈沖幅值的主要元件。在該裝置中使用的光電耦合集成電路型號為4N25。如果靈敏度放大倍數不達標或者靈敏度差會引發該故障。

3.3 處理方法及建議

針對存在的問題，特采取如下處理方式：（1）將計量裝置的上蓋與標準表的表蓋依次打開，將位于脈沖輸出端的光電耦合集成電路即4N25有效取出；（2）在脈沖輸出相對應的部分換上與之型號相同的集成電路，并借助示波器對集成電路進行測試，經過測試可看出波形的幅值發生了顯著的變化，將誤差計算器接入系統中，脈沖顯示正常，可在CL311三相標準表低頻脈沖輸入電路中增設一個5V電源與5kΩ電阻值，以增加被校裝置所輸出的低頻脈沖幅值，接著使用示波器有效測量低頻脈沖幅值，最終得出幅值增加到2V，觀察CL311三相標準表各項參數顯示正常。通過對改進前后的電能計量裝置進行測試，可知采取CL311三相功能標準表可明顯擴大測量范圍，不僅提高了測量的精確性，而且也為工作人員現場測試工作帶來極大的便捷之處。CL311脈沖輸入電路如圖1所示：

整個系統中如果某一臺裝置發生相類似故障，除了與光電耦合器質量不達標有關外，還與其他因素有關，以CL311三相多功能標準表為例加以說明，對一臺ST-9020單相電能表進行測試，發現標準表中并沒有接收到脈沖顯示信息，然而借助PS42A誤差計算器進行檢測，卻顯示正常。為了找出故障所在，首先，可借助示波器對北側裝置的低頻脈沖輸出情況進行準確測量，得出脈沖幅值為2.5V；其次，有效連接被測裝置的低頻脈沖輸出端與標準表的脈沖輸入端，發現被測脈沖幅值下降到1V，波形幅值出現了顯著的變化。通過對測試數據進行分析可知，造成CL311標準表無法正常工作是由于被測裝置的光電耦合器負載力較差所導致的。

4 降低電能計量誤差的方法

4.1 改進計量裝置

（1）選擇高精度、穩定性好的多功能電能表。隨著科技發展浪潮的不斷推進，電子技術也得到了一定的發展。當前，通過對多功能電子表進行分析，可知其運行趨于穩定狀態，而且誤差基本處于可控范圍內，無較大的浮動。一只多功能電子表具有多種功能，比如電能計量、失壓記錄、追補電量等，而且多功能電子表的荷載力強，能耗低，在電能計量裝置中發揮著巨大的影響力；（2）減小互感器合成誤差。在電流、電壓互感器的選擇中，為了降低合成誤差，可選擇比差符號相反、大小等同的裝置；（3）電壓互感器二次導線的選擇。結合互感器二次回路的基本情況，二次導線的截面積與導線長度均做出了明確的界定。當負載力一定的情況下，導線長度與給定電纜截面面積一定，二次導線截面積應大于2.5mm2；（4）確保互感器實際二次負荷。電流互感器的二次回路導線截面積應控制在4mm2以上，結合實際情況進行優化選擇。導線截面之間不得出現接頭，而且導線端子轉接處必須預留充足的長度。在正式使用前，工作人員需細致測量互感器的電流、電壓值，確保其處于可控范圍后，才可投入使用。

4.2 采用正確的計量方式

（1）針對不同性能的電能計量裝置，選擇合適的接線方式。對接入中性點絕緣系統的電能計量裝置而言，一般采取的是三相三線制電能表，兩臺電流互感器均采取四線連接方式進行二次繞組，而對三相四線制電能計量裝置來說，則需要三臺電流互感器，采用六線連接方式將電能表與互感器進行有效連接。但不管采取哪種電能計量裝置，在使用前均需進行測試，確保誤差在可控范圍，無不良現象發生時方可正式使用；（2）考慮到計費用高壓電能計量裝置的特殊性，為了能夠及時獲取到失壓計量信息，可在此裝置上安裝失壓計量器，以此作為追補電量的主要參考；（3）電流互感器的選擇也應結合實際情況，恰當選擇，針對季節性用電客戶可選擇二次繞組的多變比電流互感器；（4）通過綜合比對分析，在計量裝置的選擇中，不管是電能表或者是互感器均應根據負荷類別選擇合適的準確度等級，并做好相關測試工作，將測試結果進行準確記錄。按照實際測試結果，對電能計量裝置的各項參數進行調整，盡可能降低誤差，確保其安全、穩定運行。

5 結語

綜上所述，在電網運行過程中，主網線損主要是通過電能計量裝置來進行考核的。所以需要做好電能計量檢測工作，保證電能計量專職的準確性，真正做到電能計量的合理性和公平性，為發電方和供電方提供準確的參考數據。

參考文獻

[1] 王守存，馬強，李建平.高壓電能計量裝置失準原因分析及解決措施[J].電工技術，2004，（12）.

[2] 蔣海洲，邱建勇.芻議電能計量裝置故障的處理和預防[J].通訊世界，2014，（19）.

[3] 雷國盛.電能計量裝置故障因素分析及防范措施[J].機電信息，2014，（12）.

[4] 胡雁輝，馮延東，朱莉.電能表及計量裝置常見故障分析與處理[J].電源技術應用，2014，（1）.

作者簡介：張義娟（1985-），女，云南大理人，云南電網有限責任公司西雙版納供電局助理工程師，研究方向：電力計量檢定、裝表接電。

（責任編輯：蔣建華）