110 kV變電站電能計量裝置故障與管理分析

【關鍵詞】110 kV變電站；電能計量裝置；故障分析

引言

結合鶴煤集團當前變電站具體運行狀況來看，其中各類設備發揮著至關重要的作用，其中變電站電能計量裝置至關重要。一旦某個電能計量裝置陷入運行故障，供電處修試工區就要及時進行定位與處理，否則就會造成無法估量的損失。但在故障處理過程中，逐一針對電能計量裝置進行排查耗時耗力，并且變電站各類設備仍需保持運行狀態，這讓故障檢查維護工作面臨諸多挑戰。計量人員需要具備較強的專業能力，針對電能計量裝置故障做出準確判斷與剖析，總結一套詳細完整的電能計量裝置優化策略，為110 kV變電站安全穩定運轉保駕護航，為相關技術人員提供參考與指導[1]。

一、電能計量裝置具體組成內容

電能表的工作原理主要基于電磁感應原理，當電流通過電能表內部的線圈時，線圈會產生磁場，磁場與線圈相互作用，使線圈中的電流產生電動勢。這個電動勢會通過電能表內部的電子電路轉換成電壓信號，最終通過顯示電路顯示出來。電能表通過測量通過線圈的電流和電壓，計算出電能的消耗量。

互感器的作用是將高壓電能轉換為低壓電能，確保電能表能夠精確測量。互感器主要分為電流互感器和電壓互感器兩種類型。電流互感器通過電磁感應原理，將高電流轉換為低電流；而電壓互感器則將高電壓轉換為低電壓。這樣一來，電能表便能在安全范圍內進行準確測量[2]。

（一）電壓互感器

在110 kV變電站持續運行過程中，自動化變電站的電能計量裝置中，電壓互感器具有顯著的應用價值。它能夠有效控制變電站的運行電壓，確保其處于安全穩定的范圍內，從而實現對變電站運行過程的有效監測與控制。不同類型的電壓互感器必須具備良好的運行精度，以確保其穩定可靠的運轉。一旦出現誤差，將直接影響電能計算的精度，進而降低變電站的運行水平[3]。

（二）電能計量電流互感器

在110 kV變電站持續運轉過程中，電流互感器同樣占據著重要地位。一旦電能計量裝置出現運行誤差，整個變電站系統無法保持穩定高效運行狀態。工作人員通過電流互感器的合理應用，可將變電站當中的高壓電流有效轉化為低壓以及標準化電流，以便于自動化系統對其作出有效監測與監管。工作人員需保障這一電壓轉換達到低壓或標準電壓數值應用標準，一旦出現電壓偏差，都會對電能計量精度造成較大影響。

電流互感器誤差與設備運行條件息息相關，工作人員需對一次電流、二次運行負荷以及負荷運轉功率做出合理控制。

（三）電能表的應用

在110 kV變電站系統中，工作人員應積極采用現代化電能表。首選的數字化電能表具備高運行精度、可靠穩定性以及豐富功能等顯著優勢，能夠精準獲取電力能源數據，包括正反方向的電力能源計量，并能詳細存儲多種電力參數信息。這種卓越的設備功能在變電站持續穩定運行中扮演著重要角色，能夠滿足復雜電力能源管理的需求，協助工作人員準確結算電費。

在有人值守的變電站中，工作人員需遠程獲取電能表參數信息，以便對電力系統運行過程進行有效監控。通過配備專業集成化通訊接口，電能表可與中央控制器實現互聯互通，完成數據信息的遠程傳輸與分析。這不僅減少了人工讀數可能帶來的誤差，還提升了數據收集的精準度和詳盡性，確保數據信息的及時性。

此外，在110 kV變電站系統持續運行期間，借助現代化電能表，還能對系統運行過程進行有效監測，針對異常狀況及時發出報警。一旦發現潛在問題，可迅速進行檢修維護，確保電能計量系統持續穩定運行。[4]。

二、110 kV變電站電能計量裝置運行故障

（一）110 kV變電站電能運行故障

在110 kV變電站持續運行過程中，通過電能表對用戶的實際用電量進行記錄和計算。然而，在這一過程中，電能表時常會出現故障問題。導致電能表故障的主要因素包括以下幾個方面。

（1）電能表焊點區域出現虛焊，設備內部運行電壓不穩定，導致電能表顯示屏無法正常工作。

（2）電能表電池電量不足，影響電能表的電量計算精度。

（3）電能表各類元器件接觸不良，無法確保電能表持續穩定運行。

（4）電能表內部元器件出現故障，在長期運行狀態下產生技術誤差。

（5）電能表采樣精度較差，計算芯片損壞，接線方法存在錯誤，導致計數異常。

（6）電能表出現線路短路故障，導致元器件燒毀。

（7）外部人為破壞，造成電能表嚴重損壞。

（二）電能計量裝置自動化終端系統故障

在電能計量裝置持續運轉過程中，自動化終端將自動讀取電能表參數信息，隨后將信息傳輸到中央控制系統當中，相關工作人員便可直接獲取電量消耗信息內容，完成數據監測工作。自動化終端系統運行故障主要集中在多個方面，其中包括了終端系統無法正常運行、電能供應不夠及時、顯示屏無法正常讀數。終端設備與計量裝置出現接線松動與錯誤，工作人員無法有效記錄計量裝置參數信息，計量表與中央系統無法正常通訊；現場通訊信號強度較低，網絡線路存在故障。

（三）電能計量互感器出現故障

在110 kV變電站中，電能計量互感器扮演著至關重要的角色，它能將單側的高電壓和高電流轉化為二次側的較低電壓和電流，從而協助工作人員對電壓和電流進行精確測量，確保設備和人員的安全穩定運行。

電能計量互感器裝置的運行故障主要涉及以下幾個方面：首先，互感器生產所用的原材料質量不佳，生產工藝相對落后；其次，運輸過程中振動過大，安裝方式不規范，以及運行環境過于惡劣，這些因素均可能導致互感器內部部件損壞，無法正常工作。此外，互感器內部線路連接錯誤，無法保證計量數據的準確性。二次回路距離過長，運行電壓過高，也會影響線路的計量精度。工作人員選擇的倍率不恰當，導致計量數據不準確，甚至可能引發互感器損壞。

在持續運行過程中，設備負載過大，性能顯著下降，部分元器件因此損壞或燒毀。電流互感器二次回路若呈開路狀態，二次側電量急劇增加，會造成絕緣部件損壞；電壓互感器二次回路短路，二次側電流迅速上升，進而導致互感器設備損壞。電流互感器極性錯誤還可能引發繼電保護誤動或拒動（如差動保護誤跳閘、方向保護失效）、電能計量反向或大幅偏差、監測儀表數據失真，并可能帶來設備過載或人身安全隱患[5]。

（四）計量裝置二次回路故障

變電站計量裝置在持續運轉過程中，經常會出現二次回路故障，這通常是由多種因素綜合導致的。具體包括以下幾個方面。

（1）聯合接線盒線路連接出現短路問題，導致電能表的電能計算不夠精確。

（2）聯合接線盒線路連接出現問題，使得電能表無法維持穩定電壓。

（3）二次回路電線外皮裸露，與周圍電箱接觸，導致電能表損壞。

（4）人為因素導致電能表破壞，無法保證電能計算的精度。

（5）電能表各連接裝置連接不緊密，運行溫度逐漸升高。

（6）電壓繼電裝置出現運行故障，導致電能表壓力供應不足。

三、110 kV變電站電能計量裝置運營檢修維護策略

（一）電能表運營負荷校驗

工作人員需準確分析各種類型的計量點，要對相應電能表進行周期性校驗。電能表安裝工作完畢之后，首次運行需符合現場校驗標準，隨后再定期開展現場校驗，提高電能表讀數精度。同時還要對電能表現場運營狀況進行檢查，一旦出現超越應用期限的電能表就要及時更換，明確其更換要點。相較于派遣工作人員一一針對電能表進行檢查，定期開展校驗工作更具實際意義，可大大提升校驗數據精度。開展周期性校驗，還能對電能表運營數量與運營性能進行監管，讓整個電力系統高效穩定運行。

（二）及時更換電能表

工作人員在檢查電能表時，若其達到規定的運行壽命或出現運行故障，需及時進行更換。不同類型的電能表在持續運行中，其更換周期存在一定差異。根據JJG5962012標準，不同準確度等級的電能表校驗周期不同：高精度的0.2S和0.5S級電能表為6年，而1級、2級有功電能表及2級、3級無功電能表為8年。這些信息需進行結構化處理，并正確引用。

該分類輪換法揭示了不同類型電能表在數據精度和運行可靠性方面的差異，且各類電能表在自動化變電站中具有特定的運行價值。值得注意的是，同一廠家同一型號的電能表在達到輪換周期后，應立即進行抽樣檢測，即從同批次中抽取10%的電能表進行檢驗，以確保整個電能表體系的良好運轉性能，避免不必要的更換，減少資源浪費，提升運營維護工作的整體效率。[6]。

（三）針對電壓互感器二次回路開展檢測

首先，工作人員需選用專用電壓互感器開展二次回路檢測工作，并搭配專用壓降測試儀提高檢驗數據精度，完成檢測數據的保存工作。在測試過程期間，一旦出現異常數據信息要即刻停止檢測工作，并對其故障問題進行詳細排查，進而做出恰當處理，確定最終檢測結果。若發現二次回路壓降超出合理范疇，工作人員就要注明問題的形成因素，為后續分析處理工作創造良好條件。

其次，工作人員選用專用電壓互感器開展二次回路壓降測試工作，通過壓降測試儀明確互感器二次回路之間壓降的數值，以相位差進行有效呈現。該測量模式不但能夠評估互感器運行狀態，還能為預防維護工作提供支持，讓鶴煤礦區電網系統高效穩定運轉。

工作人員在電壓互感器運行負荷測試過程期間，需依照相關操作步驟組織開展。工作人員須將測試儀主要連接裝置安裝到指定位置，隨后逐個開展測量工作，保障測量數據精度。

（四）打造110 kV變電站自動化終端維護系統

打造110 kV變電站自動化終端維護系統，旨在確保電力系統的高效穩定運行。該系統在鶴煤礦區電網中扮演著至關重要的角色，能夠有效收集和處理各類詳細數據信息，保存電流、電壓及溫度等重要數據，從而對各類電能計量裝置進行精準檢查與校準，確保設備穩定可靠地運行。

在維護過程中，需及時升級軟件，以保持系統與最新技術安全協議的同步。針對變電站自動化終端維護系統的硬件部分，維護工作需確保各類部件連接的完整性，并對設備的物理運行狀態進行全面檢查，營造適宜的運行環境。這包括對溫濕度、電磁干擾等影響因素的嚴格控制，以保障中間系統的綜合運轉性能，并定期開展運行環境測試。

此外，電源與緊急系統必須保持最佳狀態，以便在電源中斷或緊急狀況下能夠迅速有效地應對。

除此之外，工作人員還需定期對電能計量裝置進行檢修和維護，針對各類元器件實施有效檢查，以防止計量參數出現錯誤。與此同時，技術人員應逐步歸納引發中試運行故障的各種因素，切實執行各項檢查操作流程，確保設備運行誤差控制在精確范圍內，從而提升電能計量裝置的數據精度，防范計量裝置在運行過程中潛藏的安全風險。

結語

文章對電能計量裝置組成內容的解析、常見運行故障進行梳理，對運營檢修維護策略進行了闡述，為相關技術人員提供了一套切實可行的參考方案。定期開展電能表校驗與更換、強化電壓互感器二次回路檢測、打造完善的自動化終端維護系統等措施，能夠有效降低故障發生率，提升計量精度，保障變電站在復雜工況下的穩定運行。未來，隨著電力技術的不斷發展，110 kV變電站電能計量裝置將朝著更加智能化、數字化的方向演進。相關工作人員需持續提升專業素養，緊跟技術前沿，不斷優化維護策略，以適應新的運行需求。只有始終重視電能計量裝置的安全與高效，才能為鶴煤集團的電力供應提供堅實保障，推動整個電力系統的可持續發展。

參考文獻：

[1] 王鵬，趙長志，龐偉華.電能計量采集運維和故障處理研究[J].新潮電子，2023（09）：8890.

[2] 龍啟騰.電能計量采集運維和故障處理分析[J].通訊世界，2023，30（10）：124126.

[3] 鄭躍進.110 kV及以上無人變電站電能計量裝置運維應用的研究[J].現代制造技術與裝備，2023（S1）：4648.

[4] 謝鴻博.電能計量自動化系統在電力營銷中的應用方法探討[J].新潮電子，2024（07）：145147.

[5] 傅云浩，翟新偉.電能計量自動化系統在電力營銷中的應用方法探討[J].數字技術與應用，2023，41（06）：3335.

[6] 劉建男，劉輝，李遠爭，等.電能計量自動化系統在電力營銷領域應用的探討[J].現代營銷（經營版）， 2021（22）： 166167.