电能计量装置故障与处理办法探究

电能计量装置故障与处理办法探究

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云南电网有限责任公司临沧供电局   云南省临沧市  677000

摘要：随着电动汽车的快速发展，为了提高效率，用户希望使用快充设备为电动车充电，由于直流充电桩充电速度优于交流充电桩，因此目前国家电网在大力铺设直流充电桩，其计量用电量的表计为直流电能表，直流电能表中包含分流器、变压器、电源芯片等工作过程中发热的器件，这就导致了工作温度对计量结果影响较大。本文主要对电能计量装置故障与处理办法进行探究。

关键词：电能计量；装置故障；处理办法

引言

电能计量装置异常数据是指配电网环境中，由于电量分布不均而产生的错误计量信息。随着电网覆盖范围的不断扩大，检索并辨识这些数据所需的时间会持续延长，从而导致单位辨识速率的不断下降，是导致用户对用电设备电力负荷状态辨识要求得到全面满足的主要原因。

1电能计量装置简介

电能计量装置主要是指依据相关指标、电能价格等要素，记录用户耗费电能的一种装置。从其构成元器件看，其主要包含数据储存、MCu、继电器驱动以及液晶驱动等设备，而依据其工作原理、构成要素，可分为机电一体、电子式以及感应等类型。以其中感应电能计量设备为例，其原理主要是结合电磁感理论，将相位、电流以及电压转化为能量，即用形成的磁力矩转动圆盘，然后推动计度器工作，继而对电能进行计量工作。从其原理能看出，这种计量方式不会丢失数据，且能够连续、直观的展示计量数据。再如，电子式电能计量装置，能够实时采集用户负载电流、电压等情况，并将采集的数据变成脉冲信号，最后利用模拟原理进行计量工作。

2电能计量装置故障的处理办法

2.1设备管理

电能表作为电能计量设备的核心成分，是确保设备稳定运行的关键，因此在改造以及安装过程中要严格要求相关人员遵守相关规范，即要加强对设备的全面管理，未经允许不能修改电能表，也要严格要求巡查人员落实巡查要点，继而保障巡查的质量。事实上，目前全新的电子式电能表的有序普及，有效改变了传统设备的不足，有效降低了电路损耗，但对于新设备、新技术，更应该注重电能计量设备的管理，如要用新技术、新规范，对一类、二类、三类、四类电能表进行检查。

2.2优化配网结构

电力电能在输送过程中，由于输电线路自身存在着电阻值，产生一定的线损是难以避免的，但是可以采取相应的措施将低压配电网中的线损率降低到最小状态。通常低压配电网产生线损比较明显的区域就是用电用户距离公共变电站的距离较远，由于线路加设的距离较远这就会在一定程度上增加了线路的线损。供电企业可以通过对低压配电网的线路结构进行优化，根据不同区域位置、地理环境的实际情况，结合当地用电用户的分布情况，将公共变电站的位置选取在整个区域内的用电用户的中心位置，在就可以使公共变电站到每个用电用户的距离相对来说都比较近，达到中心向四周扩散的结构，有助于减少低压配电网由于线路的原因产生线损，避免影响供电企业的日常管理。

2.3建立健全线损管理体系

供电企业的线损管理体系是保证供电企业的工作人员和用电用户科学合理用电的有效制度保证。供电企业的工作人员在日常运维的过程中要加强对低压配电网的巡检和勘测，通过对低压配电网的各个部分的设施以及设备的状态进行巡视检查能够发现其中的问题，在发现问题后要及时汇报，第一时间进行处理。线损管理体系的建立能够激励供电企业工作人员的工作积极性，提升供电企业工作人员的责任感。线损管理体系的建立能够对用电用户的用电行为进行有效的规范和监测，通过电能计量装置的多功能能够全方位地对整个用电过程进行监督。

2.4基于NB-IoT技术的电能计量资产自动化仓储系统设计

随着互联网技术与信息自动化技术的不断发展，电网已逐渐发展成自动化水平程度较高的电力传输网络，电能计量资产仓储系统是电网中的电能资产信息采集与存储单元，在云计算技术快速发展的背景下，国家电力部门为实现电能资产的自动化采集与存储，提出了促进多表合一的相关举措。该系统的控制模块主要负责对处理过的电能数据进行控制。控制模块的MCU为TI公司生产的MSP810F66型微控制器，该款微控制器具有32位指令集内核，在对电能数据进行控制过程中其工作频率为5.6MHz。微控制器芯片的工作电压最高可达3.6V，最低为1.8V，在正常工作电压范围下，电源模式可处于工作、待机、关闭与关断状态，可对异常电压进行监控并采取限电措施。在微控制器的内部设有硬件乘法器与定时器，在外部设有多个用来传输电能数据的通信接口，包括UART接口、SPI接口、SDI通信接口等。

2.5傅里叶变换

傅里叶变换的本质指的是任何周期函数的曲线,都可以由不同振幅、不同相位的正弦波叠加组成。傅里叶变换的本质决定了它在数字信号处理方面的重要性,可以用于分析一些在特定的时间域内很难被确定的信号。傅里叶变换主要解决当电网中存在谐波时电能计量设备无法准确计量的问题,有离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)和连续傅里叶变换(CFT)。DFT可以将信号从时域变换到频域。在这种情况下,时域和频域都是离散的,通过DFT可以求出一个信号由哪些正弦波叠加而成。所得的结果就是这些正弦波的幅度和相位。把DFT应用到电能计量设备算法中,在处理谐波时会遇到一些问题,比如在采样时收到的频率信号过大或者太低会产生频率混叠现象,以及频谱泄漏和栅栏效应等。频谱是有限、不连续的频率点,如果实际中的点落在了间断区就会出现频谱泄漏。栅栏效应就如通过栅栏向外看,总有一部分有用的点被挡到,损失了一部分实际点。这种有效的频率点无法被采集到的现象即栅栏效应。CFT可以把一个复杂的算法函数分解成一组连续的频谱率。如果需要分析非周期性的变换函数,则可以把它的周期看成无穷大。

2.6装置状态评估

电能计量设备的不间断运行是常态化的,如需保证电能计量设备的准确性,则需要对电能计量设备运行状态作整体评估。评估时,不仅要考虑各种一般情况,还要考虑一些特殊的情况。如果某一个元器件出现严重异常的情况,得出的计量装置整体的运行状态就会产生很大的偏差。只有在所有部件都没有出现异常的情况下,才能根据各自的权重值进行整体运行状态的综合评估。众多电力行业计量装置的专家学者经过无数次的研究验证,并结合实际工程应用中收集到的历史运行故障分析数据,总结了各元器件的故障占比率,形成了一套模块评估权重的系数。

2.7设置错误或接线错误

处理方式：①校表软件未按电能表铭牌上的参数设置，造成误差有误，此时只要正确设置参数即可；②检验装置的误差通道设置错误，造成误差未在显示框中显示，此时可在校表软件中设置与脉冲输入的通道一致，即可排除故障；③接入电能表时，电压或电流输入错误造成的误差偏差，如：三相四线电能表少接或错接一相会造成明显的误差异常，或中性线漏接入时也会造成不平衡负荷误差异常，此时可检查接钱，正确接入，故障即可排除。

结语

随着电信号数据提取量的增大，所有异常数据都能得到明确划分，且对于这些数据信息的辨识速率结果也不再保持原有的低速状态，这在满足用户对于用电设备电力负荷状态的实际辨识要求方面，具备一定的帮助。

参考文献

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[2]王方雨,刘文颖,陈鑫鑫,等.基于“秩和”近似相等特性的同期线损异常数据辨识方法[J].电工技术学报,2020,35(22):4771-4783.