電力計量裝置異常原因及檢測方法研究

徐文新

[摘? ? 要]電力計量裝置作為電能計量和成本的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)異常和故障時，電能計量錯誤，給電力公司和電力用戶造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。文章首先分析了輸出功率計量裝置的常見故障異常及原因，得出了幾種易于使用的輸出功率計量裝置異常檢測方法，為輸出功率計量裝置異常原因的檢查和故障處理提供了物質(zhì)參考。

[關(guān)鍵詞]電力計量裝置;指標(biāo)判斷;檢測方法

[中圖分類號]TM933.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–02

Research on Abnormal Reasons and Detection Methods

of Electric Power Metering Device

Xu Wen-xin

[Abstract]Power metering device is a key equipment for power metering and cost. When abnormalities and failures occur， power metering errors will cause unnecessary economic losses to power companies and power users. The article first analyzes the common faults and abnormalities of the output power metering device and its causes， and derives several easy-to-use methods for detecting the abnormality of the output power metering device， which provides a material reference for the inspection and troubleshooting of the output power metering device.

[Keywords]power metering device; index judgment; detection method

改革開放以來，中國在城市化和工業(yè)化的方向上取得了長足的進(jìn)步。在實現(xiàn)城市化和工業(yè)化的同時，電力需求日益增加。作為一個發(fā)展中國家，中國的能源領(lǐng)域非常不平衡，一些地區(qū)甚至沒有足夠的電力供應(yīng)系統(tǒng)。為了在改革開放的大趨勢下更好地獲得發(fā)展機遇，企業(yè)非常重視電磁能供應(yīng)的穩(wěn)定性。然而，一些貧困企業(yè)在用電過程中偷電，直接給電力企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在這種形勢下，中國電力計量設(shè)備和技術(shù)的快速發(fā)展為電網(wǎng)總覆蓋面積的擴大奠定了基礎(chǔ)。然而，隨著電網(wǎng)總覆蓋面積的增加，電能計量裝置的異常和故障處理引起了人們的廣泛關(guān)注。如何保證電能表在日常工作中的工作穩(wěn)定性和計量精度，已成為供電系

統(tǒng)企業(yè)的一個重點研究和實踐課題，圖1所示為電力計量裝置圖。

1 電能計量裝置異常的原因

近年來，電能計量裝置的準(zhǔn)確性和安全性不斷提高。隨著計量精度的提高，電能計量裝置一旦發(fā)生故障，可能會給電力公司或電力用戶造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。一旦電能計量裝置發(fā)生故障，必須立即進(jìn)行檢查和處理，以最大限度地減少因計量錯誤或不正確造成的經(jīng)濟(jì)損失。分析基于對實際情況的調(diào)查和分析。電能計量裝置異常原因很多，主要表現(xiàn)在以下3個層面。

1.1 計量裝置故障

電能計量裝置故障是造成電力系統(tǒng)異常的主要原因之一。如果計量裝置長期在極端環(huán)境下工作，設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量差，或計量裝置配置不科學(xué)，可能導(dǎo)致計量裝置異常，如電壓、電流互感器故障、電磁能表故障、二次回路故障和電磁能量計量柜故障等。計量裝置故障通常發(fā)生得緩慢。其最常見的原因是計量數(shù)據(jù)異常或電磁能量計量設(shè)備綜合誤差大。電磁式電能計量設(shè)備的綜合誤差是電磁式電能表的誤差、互感器產(chǎn)生的誤差和互感器二次傳輸線損耗引起的誤差的代數(shù)和。計量裝置的綜合誤差大小主要受裝置設(shè)計、生產(chǎn)制造能力、運行環(huán)境和時間的影響。我國電能計量裝置存在很多故障，包括電磁能量計量柜故障、電磁能量表故障、二次回路故障等，因此為了更好地降低這些故障發(fā)生的概率，相關(guān)部門需要加大對電能計量裝置的研究，找出問題的原因。同時，現(xiàn)階段電能計量裝置故障的主要原因是裝置長期運行，許多裝置部件損壞，相關(guān)數(shù)據(jù)存在很大誤差。

電力計量裝置發(fā)生異常后，電力計量裝置的功率因數(shù)、開關(guān)量、計量電壓、計量電流、累積電量等都會出現(xiàn)不同的反應(yīng)。當(dāng)電力計量裝置出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，電力計量裝置的負(fù)荷功率因數(shù)會受到影響，如電流相位異常、電壓相位異常引起功率出現(xiàn)變化。電力計量裝置異常時，計量裝置的開關(guān)量，即計量裝置中的監(jiān)視設(shè)備將會發(fā)出的監(jiān)測信號，如電力計量裝置出現(xiàn)錯誤，電能表會發(fā)出警告信號。電力計量裝置發(fā)生電表異常時，計量電壓和電流將會發(fā)生變化，如電壓處于低水平狀態(tài)，電流計量表沒有反應(yīng)等。當(dāng)電力計量裝置發(fā)生異常時，累積電量參數(shù)會受到很大的影響。

此外，相關(guān)承擔(dān)方應(yīng)注意電能計量裝置的綜合誤差，導(dǎo)致電能計量裝置的綜合誤差，如使用壽命、生產(chǎn)工藝、運行環(huán)境等。由電能計量裝置引起的誤差是不可避免的，但誤差必須控制在允許范圍內(nèi)。超過誤差范圍后，相關(guān)承辦單位應(yīng)修理電能計量裝置。嚴(yán)重?fù)p壞后，應(yīng)更加正常。誤差在一定范圍內(nèi)。計量裝置發(fā)生故障后，綜合誤差可能較大，嚴(yán)重影響電能計量的準(zhǔn)確性和公平性。現(xiàn)階段，我國電力行業(yè)缺乏對電力設(shè)備的嚴(yán)格監(jiān)管，缺乏科學(xué)合理的運行規(guī)范，設(shè)備運行過程中缺乏檢查，埋下了嚴(yán)重的故障安全隱患。表1為電力計量裝置類別和準(zhǔn)確度等級。

1.2 電力系統(tǒng)干擾

電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜多變的系統(tǒng)，具有共同的內(nèi)容和設(shè)備之間的聯(lián)系。實踐表明，系統(tǒng)干擾還可能導(dǎo)致電表裝置異常，擴大綜合測量誤差，影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)干擾主要來源于電力系統(tǒng)的諧波電流污染。電力系統(tǒng)中存在著許多離散系統(tǒng)的功耗問題，如電力電子設(shè)備等。電能計量裝置的工作環(huán)境非常復(fù)雜，易受到電磁感應(yīng)環(huán)境的嚴(yán)重影響。一旦受到電磁感應(yīng)的干擾，就會促使電能計量裝置發(fā)現(xiàn)異常情況。我國電能計量裝置的電磁感應(yīng)干擾主要指諧波電流干擾。諧波電流干擾是電力系統(tǒng)中常見的干擾源。如果電能計量裝置受到諧波電流的干擾，會對電能計量裝置造成很大的損壞。一般情況下，盤式電磁式電能表主要用作電能計量裝置，其工作頻帶范圍較窄。一旦受到諧波電流的干擾，危害將特別大。此外，電能計量裝置還受到諧波電流的干擾，會對設(shè)備造成較大的功率損傷，影響設(shè)備的使用壽命。

諧波電流會增加輸配電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等設(shè)備的附加功能損耗，使設(shè)備溫度過高，降低設(shè)備的利用效率和使用壽命，干擾工作電壓和電流，影響電力設(shè)備的正常運行。

2 電能計量裝置異常檢測模式

2.1 測量電流和電壓檢查指標(biāo)值的判斷

實測的電壓、電流檢測指標(biāo)值包括相電壓、相電流、相電流、電壓波形畸變、隔離開關(guān)位置、三相不平衡電壓等，檢測的基本原則是相電壓、電流波形畸變越有限，在沒有隔離開關(guān)和檢查信息的情況下，對隔離開關(guān)的三相不平衡電壓和無延時恢復(fù)的電磁能表內(nèi)部電流控制電路的檢查元件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更嚴(yán)格的限制。電流能正確反映電能計量裝置的運行情況。這些檢查方法可以立即發(fā)現(xiàn)電能計量裝置的隱患。但是在運行過程中，如果電能計量裝置的電流指標(biāo)超過相關(guān)規(guī)定的范圍，則表明電能計量裝置出現(xiàn)異常現(xiàn)象。因此，相關(guān)承擔(dān)方需要采取適當(dāng)?shù)臋z查方法進(jìn)行檢查，根據(jù)電能計量裝置的運行狀況找出問題的原因，然后選擇合理的方法進(jìn)行維護(hù)，以確保電能正常運行。這些基本原理廣泛應(yīng)用于電能計量裝置的異常檢測與分析，對電能計量裝置的異常檢測具有重要意義。

2.2 電能計量裝置技術(shù)特點分析

電能計量裝置出現(xiàn)異常情況后，其運行環(huán)境和條件也發(fā)生變化，相關(guān)記錄和數(shù)據(jù)的主要參數(shù)混亂、異常。受各種因素影響，計量的綜合偏差不斷增大，計量電壓供電回路和電壓互感器也會出現(xiàn)異常，主要表現(xiàn)為電壓突變嚴(yán)重、電壓不穩(wěn)定、無法顯示電壓、三相電壓無序，在同樣的情況下，電力系統(tǒng)中的電流也會出現(xiàn)嚴(yán)重異常，這與異常電壓類似。隨著電流和電壓控制電路的異常變化，負(fù)載輸出功率的主要參數(shù)也發(fā)生了很大的變化。如電流、電壓相位差異常、輸出功率主要參數(shù)基因突變等，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，計量監(jiān)測會發(fā)出聲音或發(fā)出相應(yīng)的標(biāo)記數(shù)據(jù)信號。自檢裝置出現(xiàn)問題時，自動向報警系統(tǒng)報警;當(dāng)計量柜異常打開時，轎廂繼電器會自動發(fā)出異常報告。需要注意的是，許多計量裝置沒有全自動報警功能。當(dāng)電能計量裝置的綜合偏差保證在允許范圍內(nèi)時，竊電和諧波的影響將導(dǎo)致電能計量遠(yuǎn)低于具體供電系統(tǒng)。

2.3 電能計量裝置異常檢測模式

現(xiàn)代電能計量裝置的精度日益提高。雖然計量裝置的工作穩(wěn)定性正在提高，但其異常情況更難以檢測，電能計量裝置異常的直接原因不易發(fā)現(xiàn)。一般來說，需要選擇專業(yè)的技術(shù)設(shè)備和方法進(jìn)行特性分析，并正確識別問題的原因。

（1）檢查電能計量裝置電壓異常。由上可知，計量電壓主要包括：相電壓、三相不平衡電壓、電壓基因突變、斷路器位置等，電壓基因突變超過一定程度，相電壓小于額定電壓的70 %。在增加后沒有恢復(fù)。當(dāng)出現(xiàn)上述情況時，可以判斷測量異常。

（2）電流異常，電流基因突變超過規(guī)定限值，儀表內(nèi)部電流控制電路檢查元件的姿勢，無隔離開關(guān)開門，檢查信息報告不足。對于功率因數(shù)的異常檢測，也可以采用同樣的方法進(jìn)行測試，主要是基于功率因數(shù)的異常特征。

（3）當(dāng)檢測數(shù)據(jù)信號異常時，電能計量裝置發(fā)出信號或發(fā)生位移情況，可以判斷異常問題的發(fā)生。這些數(shù)據(jù)信號設(shè)備主要是指自檢偏差數(shù)據(jù)信號、內(nèi)部電源回路檢測數(shù)據(jù)信號、計量柜內(nèi)汽車?yán)^電器檢測數(shù)據(jù)信號等。在電能計量裝置運行過程中，相關(guān)承擔(dān)方選擇電能計量測量方式，它不僅能準(zhǔn)確掌握用戶的用電量，還能快速了解電纜損壞的細(xì)節(jié)。一般來說，當(dāng)相關(guān)承辦人檢查情況數(shù)量時，一旦發(fā)現(xiàn)計量裝置的負(fù)荷波動較大，應(yīng)比較用戶過去的用電負(fù)荷情況。如果數(shù)據(jù)中存在嚴(yán)重錯誤，則可以確定電能計量裝置存在問題，然后相關(guān)承辦方需要找到問題的原因，處理問題。在檢查過程中，不僅要正確分析異常數(shù)據(jù)變化，還要從宏觀條件異常檢測的角度分析負(fù)荷電耗曲線圖，全面掌握計量異常的原因。

3 結(jié)束語

通過對電能計量裝置異常因素的分析，采取有效的對策和檢查方法，降低電能計量裝置的異常率。通過對電力運行中的電流、開關(guān)量、狀態(tài)量的檢查，及時了解電源使用情況，確保電能計量的準(zhǔn)確性，提高電能計量機構(gòu)的工作質(zhì)量和效率，我們應(yīng)該更加重視檢測方法，培養(yǎng)更權(quán)威的專家，以確保電能計量裝置的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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