電力計(jì)量裝置異常的原因及監(jiān)測(cè)技術(shù)

［摘 要］電力行業(yè)的迅猛發(fā)展促使電力計(jì)量裝備不斷更新完善，電力計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性也不斷提高。但在實(shí)際使用的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電力計(jì)量裝置故障，嚴(yán)重影響計(jì)量數(shù)據(jù)的精度，數(shù)據(jù)誤差太大也會(huì)影響后續(xù)的能源計(jì)費(fèi)和數(shù)據(jù)管理。文章以電力計(jì)量裝置為研究對(duì)象，分析了電力計(jì)量裝置在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)異常的原因，同時(shí)提出解決這些問題的監(jiān)測(cè)方法和措施。

［關(guān)鍵詞］電力；計(jì)量裝置；異常；原因；監(jiān)測(cè)技術(shù)

［中圖分類號(hào)］TM73 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）01–0047–03

1 電力計(jì)量裝置監(jiān)測(cè)技術(shù)的意義

電力系統(tǒng)中有多種常見的電能計(jì)量裝置，這些裝置主要包括電能表、互感器測(cè)試儀等。為確保電能計(jì)量裝置能夠正常使用，要對(duì)裝置的電壓、電流及頻率等參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后要立即采取措施。電能計(jì)量裝置中常出現(xiàn)的異常狀況表現(xiàn)見表1。

2 電力計(jì)量裝置異常的原因

電能計(jì)量裝置能夠統(tǒng)計(jì)電路在通電過程中實(shí)際產(chǎn)生的電能消耗量，該裝置內(nèi)部有電能表、計(jì)量電壓表、二次回路及電流互感器。二次回路與電壓互感器是對(duì)電力計(jì)量的精確度影響最大的兩個(gè)元件，為保障計(jì)量的精度，必須合理挑選電壓互感器，設(shè)計(jì)出最佳的二次回路。在進(jìn)行電力計(jì)量的過程中，要避免電壓、功率因數(shù)及其他環(huán)境因素對(duì)計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生干擾，改進(jìn)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析、驗(yàn)證及在線診斷方面存在的不足。相關(guān)部門應(yīng)重視引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，不斷更新和完善采集系統(tǒng)，使前端裝置充分發(fā)揮作用。同時(shí)，也要做好電能表的智能檢測(cè)和在線故障診斷工作，確保數(shù)據(jù)采集順利進(jìn)行。電力計(jì)量裝置異常運(yùn)行診斷流程如圖1 所示。

2.1 內(nèi)部元件受損

內(nèi)部元件容易受損說明電力計(jì)量裝置的內(nèi)部出現(xiàn)了問題，部分元件如電容器、電阻器會(huì)因長(zhǎng)期使用而出現(xiàn)老化、失效等情況，使用老化的電容器會(huì)降低電容值，而電阻器失效會(huì)導(dǎo)致電阻值忽高忽低。這些元件都會(huì)直接影響測(cè)量精度，導(dǎo)致電力測(cè)量結(jié)果失去參考價(jià)值。為杜絕此類故障的出現(xiàn)，工作人員要加大排查力度，對(duì)裝置內(nèi)的各種元件開展定期維護(hù)工作，損壞和失效的元件也要立即更換，確保電力計(jì)量裝置始終保持正常工作狀態(tài)。

2.2 電力計(jì)量裝置本身的設(shè)計(jì)缺陷

電力計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)存在諸多不合理，內(nèi)部部件的不正確配置或大小不匹配都會(huì)帶來較大計(jì)量誤差。裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)缺陷，機(jī)械件會(huì)因長(zhǎng)期投入使用而嚴(yán)重磨損，緊固螺栓也會(huì)逐漸變松。另外，電力計(jì)量裝置中存在很多不同種類的零部件和元器件，這些部件常存在質(zhì)量問題。比如電容器容易泄漏或失效，接線端子材料性能降低，部分電力計(jì)量裝置使用場(chǎng)所不當(dāng)，這些問題都會(huì)給計(jì)量帶來很大誤差。

2.3 電力系統(tǒng)不穩(wěn)定

電力系統(tǒng)不穩(wěn)定是由于內(nèi)部的參數(shù)（如電壓、頻率、電流）出現(xiàn)波動(dòng)。電力系統(tǒng)不穩(wěn)定會(huì)影響電力計(jì)量，得到的數(shù)據(jù)會(huì)受到電壓等參數(shù)的影響。此外，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定也可能是由電力負(fù)荷不穩(wěn)、電力系統(tǒng)內(nèi)的裝置存在故障等引起。為確保電力計(jì)量保持高精確，必須保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 操作錯(cuò)誤

操作人員的錯(cuò)誤操作（如誤觸電子按鈕、誤輸入計(jì)量參數(shù)等）也會(huì)影響電力計(jì)量的結(jié)果，部分人員因態(tài)度懈怠而常出現(xiàn)操作失誤，也有些人員欠缺操作能力，因經(jīng)驗(yàn)不足而出現(xiàn)操作不當(dāng)，也有些操作人員素質(zhì)低下，會(huì)將個(gè)人情緒帶入工作中，進(jìn)而出現(xiàn)惡意破壞電力計(jì)量裝置的情況。

2.5 竊電行為

竊電行為即非法使用電力，擅自接線或者盜竊電表都是竊電的表現(xiàn)，這些行為都會(huì)導(dǎo)致電力計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，使實(shí)際用電量與裝置顯示的用電量不一致，進(jìn)而出現(xiàn)異常。竊電者會(huì)通過接線的方式使電流繞過電表，這時(shí)候電表的顯示出現(xiàn)異常，真實(shí)的用電量無法被記錄。若不及時(shí)制止竊電行為，電費(fèi)計(jì)算也會(huì)出現(xiàn)很大誤差，真實(shí)繳費(fèi)量與所用電量不成比例。

3 電力計(jì)量裝置異常狀況監(jiān)測(cè)方法

3.1 基于電力計(jì)量裝置數(shù)據(jù)分析的監(jiān)測(cè)方法

電力計(jì)量裝置能夠顯示并記錄電量、電壓等參數(shù)的數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^分析所得數(shù)據(jù)獲知當(dāng)前電力計(jì)量裝置是否存在運(yùn)行上的異常，若存在異常，應(yīng)首先查看計(jì)量裝置本身是否存在故障，然后再考慮外部因素。針對(duì)裝置內(nèi)部的問題，要及時(shí)對(duì)內(nèi)部元件進(jìn)行維修或更換，若是外部因素影響電力計(jì)量裝置，也要有針對(duì)性地采取措施。另外，智能電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也能被用于監(jiān)測(cè)電力計(jì)量裝置，該系統(tǒng)集成度良好，能夠快速搜集內(nèi)部數(shù)據(jù)，并對(duì)電力計(jì)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助工作人員排查出故障。

3.2 基于物理參數(shù)監(jiān)測(cè)的方法

基于物理參數(shù)監(jiān)測(cè)指的是針對(duì)電力計(jì)量裝置中的各項(xiàng)物理參數(shù)展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，常見物理參數(shù)有電壓、溫度等，監(jiān)測(cè)物理參數(shù)的目的是為診斷裝置是否存在異常。這種監(jiān)測(cè)方法效率高、準(zhǔn)確度良好，便于監(jiān)測(cè)人員發(fā)現(xiàn)故障情況。在使用過程中，要通過安裝相應(yīng)的傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備完成對(duì)物理參數(shù)的監(jiān)測(cè)，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，進(jìn)而判斷是否存在異常。建立監(jiān)測(cè)模型和算法至關(guān)重要，便于分析處理數(shù)據(jù)，在處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上識(shí)別裝置中的異常?；谖锢韰?shù)監(jiān)測(cè)的方法靈敏度較高，因此要對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)和修正，保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的精度。

3.3 基于人工智能技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法

基于人工智能技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法建立在對(duì)數(shù)據(jù)的采集和分析的基礎(chǔ)上，人工智能技術(shù)的應(yīng)用便于監(jiān)測(cè)人員及時(shí)識(shí)別裝置中的異常情況。監(jiān)測(cè)步驟如下：①完成數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)要借助傳感器完成，獲取電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)。②分析處理所得數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)要及時(shí)校驗(yàn)、修正和補(bǔ)全，獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集。③借助智能化技術(shù)完成異常檢測(cè)和預(yù)測(cè)。④及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化模型。針對(duì)裝置中的異常情況調(diào)整和優(yōu)化模型，提高電力監(jiān)測(cè)裝置的精確度。

4 電力計(jì)量裝置異常處理方法

4.1 確認(rèn)異常原因

（1）對(duì)電力計(jì)量裝置中存在的異常情況進(jìn)行全方位的檢查和分析，將裝置的內(nèi)部元件（如電路、電源、傳感器、采集器）進(jìn)行檢查，找出導(dǎo)致裝置異常的原因。例如，若電源導(dǎo)致裝置出現(xiàn)異常，需立即檢查電源是否狀況良好，電壓是否平穩(wěn)。

（2）及時(shí)排除異常因素。找到異常原因后，有針對(duì)性地采取措施將異常因素排除。例如，若是電源導(dǎo)致的異常，可更換電源，也可根據(jù)裝置的使用標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整參數(shù)。

（3）重復(fù)測(cè)試和校準(zhǔn)。這一環(huán)節(jié)能夠提高電力監(jiān)測(cè)裝置的穩(wěn)定性，提高其測(cè)量精度。例如，多次測(cè)試后，將所得的各組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋完成現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，確保裝置狀況良好。

4.2 維修和更換設(shè)備

電力計(jì)量裝置顯示屏容易損壞，處理方式是及時(shí)更換顯示屏。若內(nèi)部傳感器出現(xiàn)問題，可采取維修或更換的方式。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，必須保證參與維修的人員具備豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，并且擁有良好的工作態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)，能夠自覺按照規(guī)章流程完成相應(yīng)的操作，避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)。若經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)裝置中的很多元件超過使用壽命，或者修復(fù)的難度過大，可考慮更換設(shè)備。更換時(shí)要考慮新設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和功能是否滿足監(jiān)測(cè)要求，是否與舊設(shè)備相同或優(yōu)于舊設(shè)備。另外，更換后的新設(shè)備也需要在正式使用前進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)試，保障新設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。例如，某企業(yè)的電力計(jì)量裝置常會(huì)讀數(shù)不準(zhǔn)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于傳感器出現(xiàn)了故障，維修人員已經(jīng)完成了維修，還需要在維修后重新對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試，使新設(shè)備能夠保持在最佳使用狀態(tài)。若經(jīng)過維修后仍然沒有解決問題，這時(shí)候可以考慮更換設(shè)備。在進(jìn)行更換時(shí)，除了新設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和功能特點(diǎn)需要事先確定好之外，還要保障新設(shè)備符合安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，正式使用前也要校準(zhǔn)和測(cè)試，完成上述流程后，監(jiān)測(cè)人員便可使用電力計(jì)量裝置完成相關(guān)工作。

4.3 軟件升級(jí)和修復(fù)

電力計(jì)量過程中使用到的計(jì)量軟件常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤或者系統(tǒng)崩潰的情況，為盡快恢復(fù)正常，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行軟件修復(fù)。修復(fù)時(shí)必須使用專業(yè)的軟件工具，修復(fù)后的軟件版本要同原版本保持一致，或者優(yōu)于原版本。此外，校準(zhǔn)測(cè)試是必不可少的流程，在完成軟件修復(fù)工作后，仍需進(jìn)行一次校準(zhǔn)測(cè)試，確保計(jì)量裝置正常使用，使其保持良好的穩(wěn)定性。另外，軟件也需要升級(jí)。對(duì)于需要升級(jí)的計(jì)量軟件，除了要下載更新版本的軟件外，還需要嚴(yán)格按照步驟完成軟件升級(jí)。在確定升級(jí)軟件之前，必須及時(shí)保存好相關(guān)數(shù)據(jù)，防止因升級(jí)軟件而造成數(shù)據(jù)的丟失。升級(jí)完成后，要對(duì)升級(jí)后的新軟件進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試，確保新軟件能夠正常使用。

4.4 環(huán)境調(diào)整

調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)能夠改變空氣的實(shí)時(shí)流通量，進(jìn)而將室內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)。若設(shè)備工作環(huán)境的溫度過高，可適當(dāng)降低設(shè)備運(yùn)行功率，加快設(shè)備的散熱，進(jìn)而降低環(huán)境溫度過高給設(shè)備帶來的負(fù)擔(dān)。也可在設(shè)備的工作區(qū)域內(nèi)安裝空調(diào)、風(fēng)扇等設(shè)備，幫助電力監(jiān)測(cè)設(shè)備冷卻溫度，也能快速降低環(huán)境溫度。

若設(shè)備的所在地正好處在陽(yáng)光照射的位置，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度過高，這時(shí)可在設(shè)備的所在處增加一道防護(hù)，用于遮蔽陽(yáng)光，也可更改設(shè)備安裝位置。上述操作均可起到良好地調(diào)整環(huán)境溫度的效果，能夠有效降低電力計(jì)量裝置因工作環(huán)境的溫度過高而出現(xiàn)異常，確保裝置一直處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

4.5 重新校準(zhǔn)設(shè)備

電力計(jì)量裝置異?？赏ㄟ^重新校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行處理，這種處理方式對(duì)工作人員的操作能力有較高要求，其要求工作人員要嚴(yán)格按照規(guī)定的步驟完成，首先要挑選好用于校準(zhǔn)的設(shè)備，再停止使用被校準(zhǔn)的設(shè)備，在完成校準(zhǔn)后還要重新啟用設(shè)備，檢測(cè)被校準(zhǔn)的設(shè)備是否達(dá)到要求。參與校準(zhǔn)的設(shè)備必須具備較高的精度和穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)電表、標(biāo)準(zhǔn)電流源等都是常見的校準(zhǔn)設(shè)備。為保證操作過程的安全進(jìn)行，需要由專業(yè)人員完成這項(xiàng)任務(wù)。重新校準(zhǔn)設(shè)備能顯著提高電力計(jì)量裝置的精度和穩(wěn)定性，因此定期進(jìn)行校準(zhǔn)必不可少，可確保電力計(jì)量裝置穩(wěn)定運(yùn)行，也能最大限度地避免裝置因存在誤差而帶來額外的財(cái)務(wù)損失和法律風(fēng)險(xiǎn)。

4.6 數(shù)據(jù)驗(yàn)證和糾正

及時(shí)核查監(jiān)測(cè)過程中產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可參考性。比對(duì)數(shù)據(jù)來源和測(cè)量記錄是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過對(duì)異常的數(shù)據(jù)展開全面的分析，監(jiān)測(cè)人員能及時(shí)獲知裝置中可能存在的異常。例如，異?？赡苁怯捎跍y(cè)量?jī)x器出現(xiàn)故障而未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成的，也可能是電源波動(dòng)過大導(dǎo)致的。若最終確定是由儀器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)，必須立即糾正數(shù)據(jù)，重新測(cè)量幾組數(shù)據(jù)或者修正相應(yīng)的系數(shù)。已經(jīng)驗(yàn)證和糾正的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行標(biāo)注，以便于識(shí)別。為避免在糾正過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題，在正式處理數(shù)據(jù)之前，需及時(shí)備份數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)驗(yàn)證和糾正的目的是確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性，必須嚴(yán)格按照規(guī)定的步驟，使用確定的方法來解決問題。

5 結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促使電力計(jì)量裝置的監(jiān)測(cè)方法變得多樣化，新技術(shù)的應(yīng)用有助于應(yīng)對(duì)電力計(jì)量裝置的異常情況。要及時(shí)改進(jìn)電力計(jì)量裝置，引進(jìn)更多智能化設(shè)備，提高自動(dòng)化的同時(shí)也能確保計(jì)量數(shù)據(jù)的精確。另外，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)可用于對(duì)裝置進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置中的異常，提醒監(jiān)測(cè)人員及時(shí)處理，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，推動(dòng)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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