电能计量装置故障及异常分析方法蔡永梅

电能计量装置故障及异常分析方法蔡永梅

蔡永梅

（国网青海省电力公司电力科学研究院青海西宁810001）

摘要：电能计量装置故障对计量的准确性具有直接影响，一旦出现故障就会对供电企业或用电单位造成经济损失，因此需要加强电能计量装置的故障及异常分析方法的研究，以减少电能计量装置故障发生率，促进供电企业电能计量工作的发展。

关键词：电能计量装置；故障；异常分析方法

1电能计量装置概述

电能计量装置包括各种类型电能表，互感器变比测试仪、电流互感器变比测试仪，主要用于测量发电量、厂用电量、供电量等，为制定生产计划、搞好经济核算、计收电量提供依据。早在19世纪80年代后期，科学家就发明了感应式的电能计量表，成为该时期重要的发明而受到科技界的重视，并很快在工程中得到推广与应用。此后，在科学家的努力下，电能计量表的精度越来越高、操作越来越安全，同时也更有利于维修和批量生产。特别是在近几十年内，电子技术迅速发展并在电能计量领域得到应用，一些国家研制成功了全电子式电能表，其精度能够达到0.01级，为电能计量准确性的提高提供了可能。

2计量装置故障类型

2.1表计故障

电能表是计量电能的核心部分，没有电能表就没法实现电量的计量和直接只管判读。表计故障在各种故障现象中较为常见，表计故障原因繁多，并且导致故障的原因不同故障表现出来的现象也不同。电能表常见故障包括：屏幕故障、计度器故障、硬件故障、电池故障、存储设备故障、通讯模块故障、应用程序出错，以及因电子元件老化或者损坏导致的故障等。

2.2互感器故障

互感器是大容量用电客户电能计量所必须使用的设备，它扮演整个计量二次回路电源的角色，没有它便无法匹配到合适规格的电能表，以至于无法计量。互感器的故障在各种故障中出现比例相对较少，但是其故障原因却呈显出多样性的特征。一般情况下，互感器比较容易发生的故障包括：电流互感器二次开路、互感器受到天气影响局部放电现象、匝间短路、电压互感器铁磁谐振及串联铁磁谐振等。另外，由于磁场不均匀导致的异常现象、铁芯过饱和导致的异常现象，以及因电压互感器一次熔丝熔断而感应出的瞬间高压引起互感器的内部绝缘破坏等。相对来说，互感器的故障更为复杂和多样，诊断和处理的程序也更为复杂。因此，对互感器故障的诊断和处理工作需要有一定的技术性要求。

2.3接线盒故障

接线盒的存在是为了方便运行中的表计故障后的更换以及周期校验。计量回路中任何设备、器件的故障都会引发错误计量，而接线盒故障更是占到所有故障的百分之四十左右。一般来说，接线盒故障的产生是由于接线盒内部的接线端的螺丝发生松动，或者短接片紧固螺丝松脱进而导致接线盒的故障。另外，接线盒由于长时间运用，使用寿命缩短，接线盒处于高粉尘、高湿度的环境等也是导致故障的重要原因。如果一次负荷长时间处于重负荷情况下工作时，互感器二次侧的输出电流也接近于额定输出电流，这么大的电流长时间通过接线盒时，由于电线和螺丝的接触点处接触电阻较大，就会造成严重的发热。这些热量不能及时的散发出去就会导致接线盒的金属部件和塑料材料受热变形，进而使得接头逐渐松动，在后续的使用过程中产生火花，导致接线盒发生故障。另外，由于接线盒的使用时间过长，接线盒长时间暴露在空气中，其部分元件逐渐被氧化，导致基本形态发生变化，出现接触不良等问题。最后，人为破坏也是导致接线盒故障的因素，由于工作人员在安装过程中发生失误，例如螺丝没有被拧紧等，接线端子没有真实、稳固地连接，也会导致接线盒发生故障。

2.4终端故障

终端的设置是为了提高我们的电网智能化，实现计算机自动化后台抄表，减轻一线抄表员的工作压力，同时可以方便我们随时监控用户的用电情况方便我们发现异常情况。但是终端的电流回路是和电能表的电流回路串联在一起的，因此终端的故障也可能会导致电能计量的故障，终端故障可能会造成我们对实际计量准确性的误判。终端容易发生的故障包括电源故障、通讯故障以及抄表故障等。终端故障的判定相对比较简单，但想要却确认原因仍旧需要实地的判定和分析，其分析方法和诊断的准确性高度依赖于工作人员的知识储备和工作经验，所以经验少的工作人员可能不能很好的解决终端故障问题。

3计量装置异常情况分析方法研究

计量装置的异常虽然类型多样，但最终的诊断和处理都会涉及到电流量和电压量。凡是处于运行状态的计量装置，一旦出现故障或异常就一定会通过电压或电流反映出来。因此，我们此次算法的研究也是主要依据电流和电压的信息进行算法的设计，先对电压电流信息进行采集，然后通过编程的手段将分析法方法固化成优化的解算程序，经过CPU单元的高频运算就可以将计量装置的故障和异常情况以图形化的界面展现出来。

3.1规律性非连续算法

规律性非连续算法是指在设计的技术方案中，对计量表计的电压向量、电流向量的变化等进行分析。规律性是指在分析信息的过程中，依据数据的密集程度，将保存下来的且持续一段时间的不正常数据与恢复到正常状态后的数据对比，判定出相应结论，并将此结论保存下来。随后，在运行过程中再次出现这类不正常现象，通过与已经保存的数据进行相似性分析一般就可将这种情况确定为用电的异常。在这种状态持续的过程中，频率和数据等会出现规律性的变化。而非连续性是指，相关的数据在某个时间点或某个较短的时间段内出现突然变化，与之前的规律性有明显不同，并且这种状态大多也能够持续一段时间。非连续性算法的工作过程大致如下：首先获取计量点曲线的数据；然后对曲线数据进行智能分析和研究，发现其中的异常曲线同时将获取的数据保存到数据库中；最后，将计量点的异常数据图形化输出。

3.2分类连续差值算法

分类连续差值算法包括两个部分。第一是对电压量值进行研究的部分，对表计电压信息进行分类。通常是指依据不同的参考对象，对不同的数据项进行分析和研究。差值是指在确定电压分类的情况下对电压数值的判断，当实际采集到的数值与既定数值的差值超过规定的范围时，认为属于异常现象。或者虽然获取的信息值在电压曲线上，但信息的异常连续点数超过了既定的阀值，也可将其判定为异常现象。第二是技术方案的电流向量分析研究部分。当采集到的电流数据在某个判定个条件下其电流的两个最值超出了某个阀值范围，甚至多个阀值范围，则可判定为异常现象。或者当某些我们追踪的电流数据虽然依然落在电流曲线上，但数据持续异常的点数超过阀值时，也将其判定为异常。另外，在非平衡电流的状态下，想要准确的判断是否异常还需要借助用户的生产性质对及生产规律其进行判定。

4结束语

电能计量装置故障异常的原因很多，存在许多异常类型。然而，故障的出现和例外对整个系统有着重要的影响，甚至影响到人身安全和财产安全等。因此，加强对电能计量装置故障及异常分析方法的研究，强调其科学性和准确性的分析，提高了效率，并获得更准确的数据分析，以便及时修复，确保电能计量装置正常使用。

参考文献：

[1]秦波.电力计量装置故障异常分析[J].中国高新技术企业，2016（23）：78-79.

[2]张宁敏.提高电能计量装置故障处理效率的方法[J].工业控制计算机，2017（01）：138-139.

[3]叶晓波.浅议电能计量装置异常状态[J].中国高新技术企业，2010（15）：91-92.

作者简介：

蔡永梅（1990.4-），女，青海湟中人，青海大学电气工程及其自动化学士，单位：国网青海省电力公司电力科学研究院，研究方向：电能计量标准及量值传递，邮编：810016。