试论高压电力计量系统故障分析与检测

试论高压电力计量系统故障分析与检测

陈安琪

国网山西省电力公司计量中心山西太原030000

摘要：电力计量系统的安全可靠性和高效性是电力供电企业健康发展的重要环节，是平衡电力市场电力紧张的重要途径。但是电力计量系统故障种类繁多，给故障分析和检测带来了困难，也成为了研究的热点问题。基于此，本文先简单介绍了高压电力计量系统的基本原理，接着分析了高压电力计量故障，最后探究了高压电能计量系统接线故障检测方法。

关键词：高压电力；计量故障；分析与检测

电力企业获得经济效益是其运行发展的核心，而电力计量系统是实现电力企业经济效益的一个重要保障。但在实际应用过程中，总是会有很多的因素影响着电力计量系统的应用，使其产生故障或者隐患，所以，相关的电力部门要找寻出引起故障的主要因素，并对故障进行细致的排除。只有这样才能更好地减少高压电能计量系统出现问题的几率，保证电能企业的正常收益，促进国家经济进步。

一、高压电力计量系统基本原理

高压电力计量系统主要分为高压供给低压计量、高压供给高压的高压电力计量形式，在电力系统的发电、输电和供电过程中，电力计量系统尤其是高压电力计量系统是非常重要的环节，高压电力计量系统的构成主要包括由电流互感器（CT）、电压互感器（PT）、计费电能表以及二次连接导线四部分，其中这些构成高压电力计量系统的元部件一旦发生故障，就会造成整个高压电力计量系统不能正常运行。高压电力计量系统的基本原理是通过电能表的两个或三个计量单元，以电流互感器、电压互感器、电能表和连接他们的二次导线为电量计量装置，将整个电力计量系统和用电系统连接在同一网络上，当高压电力计量系统的各个元部件电力负荷发生变化或者出现故障时，主要是根据网络阻抗的变化情况来判断高压电力计量系统运行状态的变化，基于高压电力计量系统的基本原理，我们可以看出电流、电压互感器是电力计量系统中最为重要的元部件，且高压电力计量系统的基本原理是在互感器的接表计量技术基础上，开展电力的计量和记录工作，不断提高电力供电企业的管理效率和质量。

二、高压电力计量故障的分析

电力计量工作说得直接一点就是电力企业依托这个系统来监控广大用户的总电量，然后根据检测到的电力数据作为征收电费的唯一标准。一旦电子计量系统出现故障，那么就不会准确的显示出用户的用电量，电力企业就必然造成经济损失。为了进一步的了解电力计量系统，笔者结合多年的工作经验，将几种比较常见的电力计量故障进行了归纳总结，现分析如下：

1.故障原因。

电能量是累计值来的，因此即使有微小的误差日积月累后也会达到难以置信的程度，而对售电和用电双方来说，此累积值就是经济上的亏损，因此，有效的解决电力系统的故障是降低经济亏损的必要途径。可是，导致高压电力系统故障的因素有很多，从故障产生原因可来分则有：三相电能表错误接线；电流互感器一、两次短路或电流互感器两次相间短路；电压互感器或电流互感器接线断开。

2.故障类型。

电能表的常见故障：电能表的常见故障包括表头故障、计量回路故障、异常发热和振动、零部件歪斜、触点接触不良、电能表卡盘卡字等。电能表是电力计量系统的基本单元，也是高压电力�量系统中故障频发的环节，其运行状况与使用方法、环境因素等都有关系。造成电能表计量误差的原因是多方面的，包括计量系统内部人为接线错误或使用不当、零部件机械损耗造成使用寿命缩短、受其他未知因素如磁场长期影响等。当电能表出现故障时，轻微故障可能导致电量计量不准、精度不高，严重时可能造成磁铁永久退磁、电能表内线圈烧毁，出现整体不可逆的损坏。

电压类型故障：电压引起的高压电力计量系统故障，主要是由于电压在接线是发生错误引起的。某相断开就可能造成失压，进而引起电力计量错误；某相电压短链接不紧，也可能造成欠压现象，引起计量失误。

电流类型的故障：电流类型的故障是电流回路接线发生错误造成的计量故障。如短路，电流不能顺利流进电能表；虚接电流端导致流进电能表的电流变少。

扩差类型的故障：扩差是电力计量系统的误差变大导致的故障，可是这种故障一般都是人为原因，因为这是窃电的一种手段。比如私自拆电表，改变电表的内部机械的结构与性能；外力损坏电表；发挥磁场作用等各种手段增大电力计量系统的误差。

人为故障：人为因素也是导致高压电力计量系统故障的主要原因之一。随着经济发展水平不断提高，社会用电量呈逐年增长态势，一些企业或者个人为了节省用电成本，采取各种人为干扰因素来影响高压电力计量系统正行运转，或者私自接线、改线偷电等，以降低实际用电度数来达到少缴电费的目的。高压电力计量系统人为故障具有突发性和隐蔽性特点，需要利用自动检测技术和人工巡查相结合的方法来应对。

三、高压电能计量系统接线故障检测方法

1.电压互感器的检测。

电力计量装置的内部构造是故障检测中的重点，其一旦出现结构问题，就会对其他的环节也产生连锁影响，所以，要加大对电压回路的检测力度，在对计量装置的导线进行检查时，主要检查其是否有导线连接错误的现象，要利用负荷检测的方式来对相电流、相电压之间的数据进行测量，然后结合之前的检测记录来对其额定的电流、电压进行检查，以此来判断计量系统的电压互感器是否出现的故障。

2.重视功率因数的变动检测。

电力计量系统的最终目的是反映出真实可靠的用电数据，实现用户使用和支付的权利义务以及保证供电企业的经济效益，所以电力计量最终数据的准确度是衡量计量系统质量的唯一标准。由于异常的功率因素会使测量的负荷功率产生变动，所以，要基于以下原则对功率因数进行检测：功率因数的变动情况已经比装置限定数值还要高且持续较长时间；未发出检修信号并且断路器正常运行但是功率因素出现不正常变动，以上两点情况出现时，就可以得出功率因数出现异常的结论。

3.远程接线诊断。

主要操作流程如下：首先，分析电能表接线方案是否存在错误。如果存在错接问题，再检测接线错误位置。这其中通常会使用到短期负荷预测方法。短期负荷预测主要工作原理是利用电力系统历史运行时间序列值作为分析对象，对未来用电负荷进行预测。电力系统负荷呈不规则变化，负荷序列是不同电力分量的累加。根据这个电力负荷变化规律，利用小波多分辨率算法可以将电力系统历史运行时间序列分解成若干个具有不同频率的分量，采用相对应的小波基和分解层数，将不同分量中的负荷序列内在变化规律呈现出来，再采用回归滑动平均（ARMA）算法来分析分量时间序列数据，得出预测结果。采用这种分析方法可以有效提高电力系统负荷预测精确性。在判断接线方式是否准确时，要逐一对三千余种接线方式进行分析，工作量较大，且采用传统检测方法很容易得出错误的判断结果，这方面的检测改进方法需要今后进一步研究中来实现。

四、结语

在电力行业生产过程中，电能计量特别是高电压电能计量精确性直接关系到电力企业综合经营效益，是一项十分重要的电力生产管理工作。虽然电力计量系统能够对电量进行计算和监控，但是，由于其工作受到的干扰因素较多，所以其在使用的过程中任然具有很多的问题。如何有效解决电力计量系统的故障是当今热门的课题。本文主要对于高压电力计量系统故障的分析及检测作出探究。

参考文献：

[1]贺勇.浅谈电力计量系统的故障与检测[J].中国高新技术企业，2013.

[2]张成.电力计量系统故障与检测探析[J].通讯世界，2015.

[3]王昊.电能计量装置状态检查技术的研究[D]：[硕士学位论文].保定：华北电力大学，2013.