高壓電力計量故障的分析與檢測

趙世華+桑大治

【摘 要】電力計量系統的安全可靠性和高效性是電力供電企業健康發展的重要環節，是平衡電力市場電力緊張的重要途徑。但是電力計量系統故障種類繁多，給故障分析和檢測帶來了困難，也成為了研究的熱點問題。基于此，本文先簡單介紹了高壓電力計量系統的基本原理，接著分析了高壓電力計量故障，最后探究了高壓電能計量系統接線故障檢測方法。

【關鍵詞】高壓電力；計量故障；分析與檢測

引言

電力企業獲得經濟效益是其運行發展的核心，而電力計量系統是實現電力企業經濟效益的一個重要保障。但在實際應用過程中，總是會有很多的因素影響著電力計量系統的應用，使其產生故障或者隱患，所以，相關的電力部門要找尋出引起故障的主要因素，并對故障進行細致的排除。只有這樣才能更好地減少高壓電能計量系統出現問題的幾率，保證電能企業的正常收益，促進國家經濟進步。

一、高壓電力計量系統基本原理

高壓電力計量系統主要分為高壓供給低壓計量、高壓供給高壓的高壓電力計量形式，在電力系統的發電、輸電和供電過程中，電力計量系統尤其是高壓電力計量系統是非常重要的環節，高壓電力計量系統的構成主要包括由電流互感器（CT）、電壓互感器（PT）、計費電能表以及二次連接導線四部分，其中這些構成高壓電力計量系統的元部件一旦發生故障，就會造成整個高壓電力計量系統不能正常運行。高壓電力計量系統的基本原理是通過電能表的兩個或三個計量單元，以電流互感器、電壓互感器、電能表和連接他們的二次導線為電量計量裝置，將整個電力計量系統和用電系統連接在同一網絡上，當高壓電力計量系統的各個元部件電力負荷發生變化或者出現故障時，主要是根據網絡阻抗的變化情況來判斷高壓電力計量系統運行狀態的變化，基于高壓電力計量系統的基本原理，我們可以看出電流、電壓互感器是電力計量系統中最為重要的元部件，且高壓電力計量系統的基本原理是在互感器的接表計量技術基礎上，開展電力的計量和記錄工作，不斷提高電力供電企業的管理效率和質量。

二、高壓電力計量故障的分析

電力計量工作說得直接一點就是電力企業依托這個系統來監控廣大用戶的總電量，然后根據檢測到的電力數據作為征收電費的唯一標準。一旦電子計量系統出現故障，那么就不會準確的顯示出用戶的用電量，電力企業就必然造成經濟損失。為了進一步的了解電力計量系統，筆者結合多年的工作經驗，將幾種比較常見的電力計量故障進行了歸納總結，現分析如下：

1.故障原因。

電能量是累計值來的，因此即使有微小的誤差日積月累后也會達到難以置信的程度，而對售電和用電雙方來說，此累積值就是經濟上的虧損，因此，有效的解決電力系統的故障是降低經濟虧損的必要途徑。可是，導致高壓電力系統故障的因素有很多，從故障產生原因可來分則有：三相電能表錯誤接線；電流互感器一、兩次短路或電流互感器兩次相間短路；電壓互感器或電流互感器接線斷開。

2.故障類型。

電能表的常見故障：電能表的常見故障包括表頭故障、計量回路故障、異常發熱和振動、零部件歪斜、觸點接觸不良、電能表卡盤卡字等。電能表是電力計量系統的基本單元，也是高壓電力計量系統中故障頻發的環節，其運行狀況與使用方法、環境因素等都有關系。造成電能表計量誤差的原因是多方面的，包括計量系統內部人為接線錯誤或使用不當、零部件機械損耗造成使用壽命縮短、受其他未知因素如磁場長期影響等。當電能表出現故障時，輕微故障可能導致電量計量不準、精度不高，嚴重時可能造成磁鐵永久退磁、電能表內線圈燒毀，出現整體不可逆的損壞。

電壓類型故障：電壓引起的高壓電力計量系統故障，主要是由于電壓在接線是發生錯誤引起的。某相斷開就可能造成失壓，進而引起電力計量錯誤；某相電壓短鏈接不緊，也可能造成欠壓現象，引起計量失誤。

電流類型的故障：電流類型的故障是電流回路接線發生錯誤造成的計量故障。如短路，電流不能順利流進電能表；虛接電流端導致流進電能表的電流變少。

擴差類型的故障：擴差是電力計量系統的誤差變大導致的故障，可是這種故障一般都是人為原因，因為這是竊電的一種手段。比如私自拆電表，改變電表的內部機械的結構與性能；外力損壞電表；發揮磁場作用等各種手段增大電力計量系統的誤差。

人為故障：人為因素也是導致高壓電力計量系統故障的主要原因之一。隨著經濟發展水平不斷提高，社會用電量呈逐年增長態勢，一些企業或者個人為了節省用電成本，采取各種人為干擾因素來影響高壓電力計量系統正行運轉，或者私自接線、改線偷電等，以降低實際用電度數來達到少繳電費的目的。高壓電力計量系統人為故障具有突發性和隱蔽性特點，需要利用自動檢測技術和人工巡查相結合的方法來應對。

三、高壓電能計量系統接線故障檢測方法

1.電壓互感器的檢測。

電力計量裝置的內部構造是故障檢測中的重點，其一旦出現結構問題，就會對其他的環節也產生連鎖影響，所以，要加大對電壓回路的檢測力度，在對計量裝置的導線進行檢查時，主要檢查其是否有導線連接錯誤的現象，要利用負荷檢測的方式來對相電流、相電壓之間的數據進行測量，然后結合之前的檢測記錄來對其額定的電流、電壓進行檢查，以此來判斷計量系統的電壓互感器是否出現的故障。

2.重視功率因數的變動檢測。

電力計量系統的最終目的是反映出真實可靠的用電數據，實現用戶使用和支付的權利義務以及保證供電企業的經濟效益，所以電力計量最終數據的準確度是衡量計量系統質量的唯一標準。由于異常的功率因素會使測量的負荷功率產生變動，所以，要基于以下原則對功率因數進行檢測：功率因數的變動情況已經比裝置限定數值還要高且持續較長時間；未發出檢修信號并且斷路器正常運行但是功率因素出現不正常變動，以上兩點情況出現時，就可以得出功率因數出現異常的結論。

3.遠程接線診斷。

主要操作流程如下：首先，分析電能表接線方案是否存在錯誤。如果存在錯接問題，再檢測接線錯誤位置。這其中通常會使用到短期負荷預測方法。短期負荷預測主要工作原理是利用電力系統歷史運行時間序列值作為分析對象，對未來用電負荷進行預測。電力系統負荷呈不規則變化，負荷序列是不同電力分量的累加。根據這個電力負荷變化規律，利用小波多分辨率算法可以將電力系統歷史運行時間序列分解成若干個具有不同頻率的分量，采用相對應的小波基和分解層數，將不同分量中的負荷序列內在變化規律呈現出來，再采用回歸滑動平均（ARMA）算法來分析分量時間序列數據，得出預測結果。采用這種分析方法可以有效提高電力系統負荷預測精確性。在判斷接線方式是否準確時，要逐一對三千余種接線方式進行分析，工作量較大，且采用傳統檢測方法很容易得出錯誤的判斷結果，這方面的檢測改進方法需要今后進一步研究中來實現。

四、結語

在電力行業生產過程中，電能計量特別是高電壓電能計量精確性直接關系到電力企業綜合經營效益，是一項十分重要的電力生產管理工作。雖然電力計量系統能夠對電量進行計算和監控，但是，由于其工作受到的干擾因素較多，所以其在使用的過程中任然具有很多的問題。如何有效解決電力計量系統的故障是當今熱門的課題。本文主要對于高壓電力計量系統故障的分析及檢測作出探究。

參考文獻：

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