陳雪輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局，廣東 河源517000）

0 引言

電力計量系統(tǒng)關(guān)系到電力企業(yè)的運營和效益，與國家經(jīng)濟發(fā)展和人們生活方式也緊密相聯(lián)，如何減少和解決電力計量系統(tǒng)故障是一個值得探討的問題，因此，一套高效穩(wěn)定的電力計量系統(tǒng)成為電力企業(yè)不斷探索的方向。

1 高壓電力計量系統(tǒng)的組成

1.1 電壓互感器

1.1.1 工作原理

電壓互感器的工作原理類似小型變壓器，其一次匝數(shù)較多，二次匝數(shù)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(xiàn)高電壓與低電壓的隔離。

1.1.2 注意事項

電壓互感器在使用過程中二次側(cè)不得短路，如果發(fā)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(yīng)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。

1.2 電流互感器

1.2.1 工作原理

電流互感器的作用相當于電流變換器，其一次繞組匝數(shù)較少，二次繞組匝數(shù)較多，且副邊的導(dǎo)線較細，從而將一次側(cè)的大電流變換為二次側(cè)的小電流。

1.2.2 注意事項

電流互感器在使用過程中二次回路不得開路，如果發(fā)生開路，那么電流將會轉(zhuǎn)變?yōu)榇帕鳎a(chǎn)生較高的電勢，對人身、儀表、裝置都會造成安全威脅。

1.3 電能表

1.3.1 工作原理

電能表包括感應(yīng)式、電子式、智能式等類型，用來計算用戶所使用的電能，根據(jù)用途可以分為單相、三相和特殊用途電能表。單相電能表一般用于220V單相交流用戶，主要分為感應(yīng)系三磁通型積算式和電子脈沖機械計度式，機械式應(yīng)用較多，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動力矩大、工作可靠。三相電能表分為三相有功電能表和三相無功電能表，三相有功電能表一般用于380V三相交流用戶，主要分為三相二元件和三相三元件兩種，由電流線圈及電磁鐵、電壓線圈及電磁鐵、轉(zhuǎn)動鋁盤、永久磁鐵、積數(shù)器等組成，其連接方式有三相三線制和三相四線制兩種。三相無功電能表是一種特殊用途電能表，分為正弦型、跨相90°／60°這3種，無功電能在電氣裝置本身中不消耗能量，但在電氣線路中會產(chǎn)生無功電流，這些電流會在線路中造成電能損耗，無功電能表可以記錄這一損耗，其一般用于用電量較大的單位。

1.3.2 注意事項

電能表對于電費征收有重要作用，由于運行環(huán)境復(fù)雜，在計量中也容易出現(xiàn)偏差。電能表常見的故障有電表潛動、電流線圈短路、電壓線圈失壓、電流互感器開路或短路這幾種。

2 高壓電力計量系統(tǒng)故障的主要類型

2.1 電壓互感器的常見故障

電壓互感器的常見故障包括極性接反、二次相間開路、波形畸變等。電壓互感器的故障會對電能計量造成巨大誤差，嚴重時傳變到二次側(cè)的電壓在幅值和相位上將嚴重失真，不僅影響計量系統(tǒng)的一次設(shè)備，也影響到繼電保護的動作性能。

2.2 電流互感器的常見故障

電流互感器的常見故障包括極性接反、二次相間短路、二次側(cè)兩點接地、二次側(cè)電流回路故障等。電流互感器的故障可能引起回路測量儀表值異常、元件接口處放電或打火、繼電保護裝置誤動作、繼電器燒毀等，引起計量誤差。

2.3 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(fā)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(tǒng)的基本單元，也是高壓電力計量系統(tǒng)中故障頻發(fā)的環(huán)節(jié)，其運行狀況與使用方法、環(huán)境因素等都有關(guān)系。造成電能表計量誤差的原因是多方面的，包括計量系統(tǒng)內(nèi)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(xiàn)故障時，輕微故障可能導(dǎo)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(nèi)線圈燒毀，出現(xiàn)整體不可逆的損壞。

3 高壓電力計量系統(tǒng)故障原因分析

3.1 自然原因

電力計量是對用戶用電量的科學(xué)合理統(tǒng)計，該工作的核心儀器是電能表。一方面，由于電能表存在生產(chǎn)質(zhì)量不達標或在長期使用過程中敏感性降低等現(xiàn)象，使其精密度下降，甚至停止工作，從而會導(dǎo)致高壓電力計量系統(tǒng)出現(xiàn)故障；另一方面，如果電能表資料信息不完整，也可能引起計量誤差，如：目前電力計量工作大多采用抄表這一形式完成對用戶用電量的統(tǒng)計，但實際上當電流互感器或電壓互感器出現(xiàn)失靈、接觸不良等情況時，也會影響電力計量的準確度。

3.2 人為原因

接線錯誤會導(dǎo)致電能表電流、電壓故障。此外，接線端子數(shù)量增加后極易出現(xiàn)松動或銹蝕，這些情況都會造成電流無法正常流入電力計量系統(tǒng)，從而嚴重影響電能表計量的準確度。另外，計量系統(tǒng)或裝置設(shè)計不夠科學(xué)、接線沒有通過編號或顏色來進行區(qū)別等原因，也很容易造成接線錯誤或不到位，影響電力計量系統(tǒng)的準確性，而且這種誤差也無法及時進行修正。

4 高壓電力計量系統(tǒng)故障的檢測

4.1 電壓回路故障檢測

4.1.1 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(tǒng)。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(xiàn)了失壓，系統(tǒng)將記錄失壓的次數(shù)和時間。

4.1.2 電壓閾值檢測法

測試電能表的相電壓、相電流和功率因數(shù)等，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷是否有故障發(fā)生，并根據(jù)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(xiàn)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(tǒng)是欠壓故障還是停電事故。

4.2 電流互感器檢測

電流互感器檢測的思路是：通過相位關(guān)系來判斷故障，當系統(tǒng)正常時，相位差是較穩(wěn)定的。一旦電流互感器極性連接出錯，相位差會發(fā)生改變。綜合分析，這種方法較為簡單，測量的參數(shù)也不多，在回路之間連入電阻，通過測量電阻兩端的電壓就可以判斷系統(tǒng)是否存在故障以及故障的類型。

4.3 六角圖檢測

六角圖檢測是一種比較簡化的檢測方法，先畫出一個標準的六角圖，然后根據(jù)相應(yīng)的測試值與標準六角圖上的值進行對照，從而確定故障。這種方法較為簡單，但是需要測試7個參數(shù)。

4.4 接線識別檢測

接線識別檢測是基于電壓信號相位、電流信號相位以及虛擬電壓和虛擬電流相位，實現(xiàn)所有48種接線方式的識別。這種檢測方法的基本思想是通過測量相位之間的關(guān)系來確定接線模式的問題，其缺點是過程較為繁瑣。

4.5 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(yù)測法來判斷是否存在接線錯誤，根據(jù)電力系統(tǒng)的歷史負荷情況在一定精度下預(yù)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)，從而判斷接線方式是否存在問題。

5 結(jié)語

高壓電力計量系統(tǒng)由電壓互感器、電流互感器、電能表等構(gòu)件組成，這些構(gòu)件任何一個部位出現(xiàn)問題都將導(dǎo)致計量系統(tǒng)出錯。因此，電力計量系統(tǒng)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。本文通過對高壓電力計量系統(tǒng)常見故障進行分析，提出了相應(yīng)的檢測方法。

［1］賀勇.淺談電力計量系統(tǒng)的故障與檢測［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（25）

［2］鄭燕.淺談電力計量系統(tǒng)的故障與檢測［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2013（24）

［3］王昊.電能計量裝置狀態(tài)檢查技術(shù)的研究［D］：［碩士學(xué)位論文］.保定：華北電力大學(xué)，2013