高壓電力計量故障檢測分析

任麗娟

1高壓電力計量系統的基本原理

高壓電力計量系統主要分為高壓供給低壓計量、高壓供給高壓的高壓電力計量形式，在電力系統的發電、輸電和供電過程中，電力計量系統尤其是高壓電力計量系統是非常重要的環節，高壓電力計量系統的構成主要包括由電流互感器（CT）、電壓互感器（PT）、計費電能表以及二次連接導線四部分，其中這些構成高壓電力計量系統的元部件一旦發生故障，就會造成整個高壓電力計量系統不能正常運行。高壓電力計量系統的基本原理是通過電能表的兩個或三個計量單元，以電流互感器、電壓互感器、電能表和連接他們的二次導線為電量計量裝置，將整個電力計量系統和用電系統連接在同一網絡上，當高壓電力計量系統的各個元部件電力負荷發生變化或者出現故障時，主要是根據網絡阻抗的變化情況來判斷高壓電力計量系統運行狀態的變化，基于高壓電力計量系統的基本原理，我們可以看出電流、電壓互感器是電力計量系統中最為重要的元部件，且高壓電力計量系統的基本原理是在互感器的接表計量技術基礎上，開展電力的計量和記錄工作，不斷提高電力供電企業的管理效率和質量。

2高壓電力計量故障的分析

電力計量工作說得直接一點就是電力企業依托這個系統來監控廣大用戶的總電量，然后根據檢測到的電力數據作為征收電費的唯一標準。一旦電子計量系統出現故障，那么就不會準確的顯示出用戶的用電量，電力企業就必然造成經濟損失。為了進一步的了解電力計量系統，筆者結合多年的工作經驗，將幾種比較常見的電力計量故障進行了歸納總結，現分析如下：

2.1故障原因

電能量是累計值來的，因此即使有微小的誤差日積月累后也會達到難以置信的程度，而對售電和用電雙方來說，此累積值就是經濟上的虧損，因此，有效的解決電力系統的故障是降低經濟虧損的必要途徑?？墒?，導致高壓電力系統故障的因素有很多，從故障產生原因可來分則有：三相電能表錯誤接線;電流互感器一、兩次短路或電流互感器兩次相間短路;電壓互感器或電流互感器接線斷開。

2.2故障類型

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的基本單元，也是高壓電力計量系統中故障頻發的環節，其運行狀況與使用方法、環境因素等都有關系。造成電能表計量誤差的原因是多方面的，包括計量系統內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。當電能表出現故障時，輕微故障可能導致電量計量不準、精度不高，嚴重時可能造成磁鐵永久退磁、電能表內線圈燒毀，出現整體不可逆的損壞。

電壓類型故障：電壓引起的高壓電力計量系統故障，主要是由于電壓在接線是發生錯誤引起的。某相斷開就可能造成失壓，進而引起電力計量錯誤;某相電壓短鏈接不緊，也可能造成欠壓現象，引起計量失誤。

電流類型的故障：電流類型的故障是電流回路接線發生錯誤造成的計量故障。如短路，電流不能順利流進電能表;虛接電流端導致流進電能表的電流變少。

擴差類型的故障：擴差是電力計量系統的誤差變大導致的故障，可是這種故障一般都是人為原因，因為這是竊電的一種手段。比如私自拆電表，改變電表的內部機械的結構與性能;外力損壞電表;發揮磁場作用等各種手段增大電力計量系統的誤差。

3高壓電力計量故障檢測方法

高壓電能計量系統故障種類十分多樣化，其中接線錯誤是導致計量系統故障的主要原因之一。在實際中，接線故障檢測主要依賴電力檢修人員主觀經驗判斷來完成，主要檢測工具是電流表、電壓表、相位儀等工具，具有較大的盲目性和隨意性，很難滿足實際故障檢測要求。

為了提高接線故障檢測效率和精確性，國內學者提出了以下幾種方法：

六角圖法。該方法是先繪制一個規范的六角圖，將檢測值與圖中的標準值進行對照，通過比較分析不同值的異常情況來分析故障隱患。這種檢測方法需要提供七個測量參數，要求較大的工作量，因此可操性不高。

計量回路接線分層識別法。該方法將互感器回路誤接線判別作為第一層識別對象，將計量表常見接線錯誤作為第二層識別對象。第一層識別可以將三相三線接線錯誤從4000多種縮小到48種，有效提高了電能表接線錯誤檢測效率和精確性。

此外，還可以采用遠程接線診斷方法來檢測電能表接線準確性，主要操作流程如下：首先，分析電能表接線方案是否存在錯誤。如果存在錯接問題，再檢測接線錯誤位置。這其中通常會使用到短期負荷預測方法。短期負荷預測主要工作原理是利用電力系統歷史運行時間序列值作為分析對象，對未來用電負荷進行預測。電力系統負荷呈不規則變化，負荷序列是不同電力分量的累加。根據這個電力負荷變化規律，利用小波多分辨率算法可以將電力系統歷史運行時間序列分解成若干個具有不同頻率的分量，采用相對應的小波基和分解層數，將不同分量中的負荷序列內在變化規律呈現出來，再采用回歸滑動平均（ARMA）算法來分析分量時間序列數據，得出預測結果。采用這種分析方法可以有效提高電力系統負荷預測精確性。在判斷接線方式是否準確時，要逐一對三千余種接線方式進行分析，工作量較大，且采用傳統檢測方法很容易得出錯誤的判斷結果，這方面的檢測改進方法需要今后進一步研究中來實現。

除了上述高壓電力計量系統接線錯誤檢測方法之外，還可以考慮采用閾值檢測法來檢測計量系統接線故障。在提取電能量計費系統數據基礎上，制定三種故障檢測方法：即事件檢測、單表閾值邏輯檢測和多表閾值檢測。其中，事件檢測主要是分析計量系統歷史故障情況來分析故障種類;單表閾值邏輯檢測主要是通過讀取電能表相電壓、相電流、功率因數并通過其歷史參數對比來找出異常情況，從而診斷故障;多表閾值檢測是主要是分析母線平衡率、線損、網損歷史運行參數是否有超出閥值來判斷故障。從多個計量表上提取多個功率參數，以此計算母線平衡率，如果母線平衡率在剔除電力系統自身損耗后，依然偏出了正常范圍，且這種情況連續出現在兩個工作周期內，則可以判斷與母線連接的計量表存在故障。

防人為故障，高壓電的計量方式各異，所以防止人為故障的方法也不盡相同，但是所依據的原理卻是基本相通的。并且故障的檢測辦法也在隨著科技技術的進步和成熟在不斷完善。最初人們使用螺絲、油漆、油蠟進行緊封，但這種方法易受時間和天氣等影響而失效，所以早已不用?，F在則更多的將現代技術用于保護高壓電力計量裝置不被人為的破壞，類似于智能防竊電措施?，F階段最直接的檢測方法仍然是借助電壓表、電流表、相位表、相序表來測量一些參數，然后就是畫向量圖或者六角圖對比分析。對電壓回路出現的故障，也就是電能表失壓產生的故障進行檢測的方法進行分析，提出了依照兩個向量相位關系來進行故障檢測的方法，而且這種方法需要的測量參數少，有利于計算判斷，但是也有其局限性，那就是需要在平常用電的前提下。

4結語

總之，電力計量系統的安全可靠性和高效性是電力供電企業健康發展的重要環節，而高壓電力計算系統在整個電力系統中占有重要地位，關系著計量系統計算的準確性，為此，要加強對電力計算系統的故障分析。

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（作者單位：國網山西省電力公司太原供電公司）