高壓電力計量故障檢測分析及對策分析

孫長金

摘要：高壓電力計量故障可能會給企業造成難以估計的損失，因而研究計量系統故障是一件非常重要的事情。因此，如何減少和解決電力計量系統故障是一個值得探討的問題，本文就對此展開分析。

關鍵詞：高壓電力計量;系統故障;檢測

1高壓電力計量系統的組成要素

1.1電流互感器

電流互感器的作用與電流變換器相似，一次繞組匝數較少，二次繞組匝數較多，其副邊導線較細，可將一次測的電流變換為二次測的小電流。電流互感器在使用的時候，二次回路應避免開路，如果出現開路現象，電流會轉變為磁流，具有較高的電勢，對人身健康以及儀表裝置等會產生較大的安全威脅。

1.2電壓互感器

電壓互感器的工作原理類似小型變壓器，其一次匝數較多，二次匝數相對較少，且二次負載的阻抗相對較大，以完成電壓變換，同時實現高電壓與低電壓的隔離。電壓互感器在使用過程中二次側不得短路，如果發生短路，將會損壞電壓互感器，甚至影響整個電路的安全運行。此外，二次繞組應該在鐵芯處可靠接地。為了保障測量的準確性，電壓互感器不可以接過多儀表。

1.3電能表

電能表主要包括感應式、電子式和數字式電能表等三種，主要是負責計量客戶的電能情況。按結構單相、三相電能表。單相電能表單相供電的電力客戶。三相電能表適用于380V以上用電形式的電力客戶。按原理分為機械和電子式、數字式電能表。對機械式電能表常見的故障有電流（電壓）線圈短路、電壓線圈開路等故障，電子式電能表常見故障有電壓（電流）采樣失效、存儲器故障等。

2高壓電力計量系統主要故障分析

2.1接線故障

高壓電力計量系統中，內部接線方式有很多，例如三相有功電能計量系統接線方式就超過4000種，但只有一種是最準確的，足以見得系統接線的復雜性，如果接線出現失誤或采用錯誤接線方式，計量系統將會出現一些故障。最為常見的錯誤接線方式有三相電能表內部線路誤接、電流及電壓互感器內部線路誤接。分析這些常見的電力計量系統故障時，會發現電能表的接線種類有很多，接線存在一定多樣性及復雜性，使得接線錯誤率始終較高。

2.2電能計量系統運行故障

（1）電流型故障：主要是因為電流回路接線錯誤導致的，常見有開路CT二次側情況、短路等，容易造成計量系統內電流量大大降低，影響到電能表的正常運行，使計量精準性大大降低。

（2）電壓型故障：由于電壓回路接線錯誤而引起的電壓型故障。某相意外斷開、某相虛接等，都可能造成電能表的異常。

（3）移相型故障：主要是因為計量系統內部更改接線，使得相位出現異常情況。出現該故障的原因有很多，例如漏接了CT二次側、錯接了PT一次側等。

（4）擴差型故障：由于計量系統內部誤差使得計量結果不準確而引起的擴差型故障。私拆改裝電表、外力負荷等，都在一定程度上破壞了計量表的內部結構，進而造成計量結果缺乏準確性。

2.3人為原因

三相電能表接線錯誤造成了電能表電流、電壓故障;電流互感器一次、二次回路線路連接時隔離開關的設置以及CT一次、二次回路中接線端子數量的增加，造成接線端子容易出現松動或被銹蝕現象，這就導致CT一次、二次回路短路故障或者電流互感器兩次相間短路，使電流不能正常流進電力計量電能表，嚴重影響到電力計量的準確性;在高壓電力計量系統設計上不夠科學、合理，尤其是電壓、電流互感器二次回路接線面積設計不合理，過大或者過小，不合理的裝置設計、二次回路未采用不同顏色區分等都會引起CT一、二次回路接線錯誤或者出線接線不完全的情況。此外，一些企業或者個人一些不正當的行為也會對電力計量系統的正常運行造成不利影響。

3高壓電力計量系統故障的檢測研究

3.1電壓回路故障檢測

（1）失壓記錄檢測法。失壓記錄檢測法一般用于采用遠程抄表方式的計量系統。采集器自動檢測三相電壓值，如果存在某相電壓低于額定電壓的30%，這種情況下，可以認為出現了失壓，系統將記錄失壓的次數和時間。

（2）電壓閾值檢測法。測試電能表的相電壓、相電流和功率因數等，根據數據判斷是否有故障發生，并根據故障的不同形式采取不同的檢測方法。當電能表的某相電壓低于額定電壓的60%時，即可認為出現了故障。采用電壓閾值檢測法時，不要讓負荷降為零，以有效避免將停電誤判為竊電的情況，還可以通過電壓線圈是否有電流來判斷計量系統是欠壓故障還是停電事故。

（3）六角圖檢測。六角圖法也是電力計量系統常見故障檢測方法，是通過繪制一個六角圖，用圖中的值與實際檢測值進行對比，如果兩種值存在差異，需要結合實際情況將具體的故障情況判定出來。這種方法下需要獲取到的測量參數為7個，需要耗費一定檢測時間，并且實際可操作性比起其他檢測方法不強。

3.2電流互感器檢測

電流互感器檢測主要是通過相位關系對故障進行判斷，系統正常的時候，相位差比較穩定。一旦電流互感器極性連接出現差錯，相位差會隨之改變。利用六角圖，測量計量裝置的電壓、電流和相位，在三相電壓電流基本平衡下可有效判斷極性或接線是否存在錯誤。

3.3電能表檢測

電能表檢測分為兩個步驟，先判斷是否接錯線，再判斷接線方式是否合適。通過短期負荷預測法來判斷是否存在接線錯誤，根據電力系統的歷史負荷情況在一定精度下預測未來某特定時刻的負荷值，通過建立矢量模型將電能表的數據轉換為矢量數據，從而判斷接線方式是否存在問題。

3.4計量回路接線分層識別法

計量回路接線分層識別法需要分兩個層面識別，先進行第一層識別，即識別互感器回路接線是否正確，然后進行第二層識別，即計量表內有無接線錯誤。在第一層識別以后，可以查出非常多的錯誤接線方式，將錯誤接線種類減少了，提高了錯誤接線檢測效率，使得第二層中常見的錯誤接線率大大降低，提高檢測結果準確性。

4預防高壓電能計量系統人為故障的措施

隨著社會工業技術水平不斷提高，現實中經常會出現偽造或開啟后復原鉛封的情況，使得電力計量表讀數失常，給電力部門帶來了巨大的損失。為了避免這個情況發生，電力系統又設計了計量表專用配電柜，將所有計量設備都安裝在配電柜中封存，有效避免了人為因素對計量表的干擾。此外，電力企業還采用了一些比較先進的監測電能表來監測計量表人為故障。例如當前市場上出現的“失壓欠流計時儀”、“防竊電電腦監測系統”等。但是由于這些產品具有體積大、售價昂貴的特點，只適合電力企業作為抽檢工具，不適合大面積普及和推廣。因此，當前鉛封管理和強行封鎖計量箱的方法依然是最主要的計量表故障預防措施。

5結語

總之，高壓電力計量系統由電壓互感器、電流互感器、電能表等構件組成，這些構件任何一個部位出現問題都將導致計量系統出錯。因此，必須加大對電力計量系統故障問題的分析，采取更為先進、可靠的檢測技術，降低故障發生風險，維持電力系統的運行穩定與安全，保證電力企業獲得更高經濟及社會效益。

參考文獻

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