三相多功能电子式电能表计量故障分析

三相多功能电子式电能表计量故障分析

张秋丽

山东省单县市场监督管理局计量检定测试所 274300

内容摘要：现阶段，电能表需要承担的功能越来越多，供电及用电方对自身的权益非常关心，从而对电能计量装置的准确度提出了越来越高的要求。感应武电能表受其结构和原理上的制约，要进一步提高准确度和拓展其功能很困难；电子式电能表由于具有计量准确、功耗小、故障率低、量程宽、超载能力强等一系列优点，因此得到了广泛的应用。

一、 电压互感器本体故障或其一次保险管熔断分析

电压互感器本体故障或其一次保险管熔断，通常会造成电能表某一相或两相电压下降，观察负荷曲线数据的电压值变化情况就能确认故障情况。比如A相一次保险熔断，从电能表的电压曲线数据可以看到一段时间内A相电压低于额定值，电压降低的幅度与保险管熔断的程度有关。如果是三相三线高压计量系统中B相保险管熔断，从电压负荷曲线可以观察到Uab和Ucb同时下降，理论上两相电压会下降至50V，但在实际工作中这种数据很少碰到，通常情况下两相电压会有一定的差异，这种状况的发生可能和两相电压回路的阻抗不平衡有关；另外电压也不一定从额定值马上下降至一个低值，有时会有一个下降的过程，这个过程有时是几个小时，有时会更长。

（一） 电能表故障分析

三相多功能电子电能表故障出现频率较高的是电源部分故障、采样回路故障、数据处理回路故障。电能表电源部分以及采样回路部分由于容易受电网中高电压、谐波或雷击等冲击而损坏，当这两部分的元器件发生故障时，电能表将不能对电压、电流进行准确采样，导致电能表停止计量或计量不准。

当电能表停止计量时，有的电能表软件负荷曲线终止了记录，并在来停电事件中产生一个时间记录，在失压事件中也产生相应的记录，而有的软件负荷曲线则会继续进行记录，电压显示为0值或残压值。而采样回路故障导致的计量失准，从负荷曲线数据来分析，其电压值或下降或升高，表明是电压采样回路故障；而电流采样回路故障的分析则较为复杂，因为客户的用电负荷是波动的，只要其在额定最大电流下运行，则要具体问题具体分析，通常情况下三相三线高压用电客户其Ia和Ic两相电流较为平衡，通过观察其电流平衡程度的变化可以进行初步判断，如果电流数据没有很明显的异常，则需要利用标准装置对电能表进行标准输出值与其显示值的比对从而确认故障情况。对于三相四线低压用户，由于其三相电流很多时候是不平衡的，因此电能表上台检测是比较可行的方法。

对于数据处理回路发生的故障，则要综合分析，有时情况较复杂，笔者曾经碰到一个案例，最初发现的故障电能表误差合格但电量显示异常大，经鉴定为数据处理回路中的晶振出现了故障。其后发现其他相同原因的故障电能表，反映到负荷曲线数据上的现象则多种多样，有的较明显的是电量增量的异常，而有的则要通过分析其电压、电流、功率因数与瞬时功率、有功、无功电量、以及需量之间的运算关系是否符合电工基础原理。

（二） 二次回路故障

二次回路故障多数发生在低压计量系统，这类用户数量较多，如果管理不到位，会造成故障较长时间才被发现。特别是由于接线接触不良导致的故障，负荷曲线数据一时正常一时异常，如果这种异常不明显，并且故障时间较长，会给故障的分析造成一定困难。这时就要综合分析，首先要把现场检查的情况了解清楚，其次负荷曲线数据抄读时间段要足够长，以便根据其历史数据进行比较分析，并且要抄读相关的事件记录比如失压、过压、失流记录、电压合格率及其发生时间等，如果电能表数据不足，而该用户有安装负荷管理终端，则可以结合其数据进行分析。

二、目前三相多功能电能表的发展趋势

目前，电能计量应用技术面临的新挑战是： ⑴电能计量装置由电能表，PT、CT和PT二次回路构成。高压电网电能量的计量准确度如何算法 ⑵大量用户的冲击负荷电能计量技术；谐波源用户采用谐波表还是基波表 ⑶中小用户和居民用小区，电压正弦波，电流波形畸变严重，用什么计量规范予以抑制 ⑷电能表在现场非参比条件下工作，如何自适应准确计量 ⑸运行电能表整体计量性能扩展的基本措施 电网总电量与真值的偏差如何算法。 二、关注电能计量技术热点 1、三相多功能表新产品 ⑴在线电能计量准确度超过IEC标准 ·有功电能计量误差：0.1％； 视在电能计量误差：0.3％； ⑵面向系统设计、长寿命计量 ，采用开放式通信协议。IEC62056—61/62/53/46/42：抄表、费率、负荷控制数据交换 继承关口表的长寿命技术设计； ⑶具有互联网通信、实时测量功能 ，高速率计量，采样速率256点/周波，记录周期最短为10毫秒； 电能质量测量：63次谐波、电压闪变、故障录波78微秒的瞬变； ·自动发送E-mail报警信号、系统运行状态刷新、数据记录； ⑷具有大容量的负荷曲线记录功能 ⑸具有简单实用的谐波分析功能 ⑹采用三相SOC单芯片或三相有功、无功计量芯片的低端三相多功能表设计。 ⑺三相电能计量专用芯片 ·精度优于0.1％的三相SOC单芯片，21位2阶∑-△A/D，负荷动态范围2000：1； 具有基波/谐波电能计量的三相多功能计量芯片； 采用Hilbert数字滤波器计量谐波无功功率的三相计量芯片； ⑻正弦功率电能计量标准 ·进口的高精度三相标准表，功率因数低于0.5（60°—90°）时，电能计量准确度为＋/－0.02％

结束语

三相多功能电子式电能表的广泛应用为准确地进行故障的定量定性分析提供了有利条件，为了更准确地进行电量追补计算，要保证数据真实可靠，分析数据应认真细致，并且应利用自动化系统等技术和管理手段，及时发现故障，缩短故障时间，减小损失。

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