電能計量裝置的故障分析及改進(jìn)

王嫻

摘 要：電力計量是供電企業(yè)日常管理工作的重要內(nèi)容之一，隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國用電量明顯增加，為了更好的維護(hù)自身的經(jīng)濟(jì)利益，供電企業(yè)在電力計量技術(shù)的研究開發(fā)之中投入了大量的精力，越來越多先進(jìn)的電力計量技術(shù)開始出現(xiàn)。但是在實際的電力計量工作之中由于各種原因，電能計量裝置經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障，本文就一些常見的故障進(jìn)行簡單的分析，重點就如何改進(jìn)進(jìn)行討論分析。

關(guān)鍵詞：電力計量裝置；常見故障；原因；改進(jìn)措施

中圖分類號：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

電力計量是電網(wǎng)管理的重要手段之一，利用電力計量技術(shù)能夠更好地配置電力資源，提高用電效率，電力計量工作直接影響著電力營銷的水平及營銷的效率，但在實際的運行使用過程中，電力計量裝置經(jīng)常會出現(xiàn)各種異常狀況，這些設(shè)備故障嚴(yán)重影響了電力計量的準(zhǔn)確性，危害了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，必須要及時采取對應(yīng)的檢修改進(jìn)措施。

一、電能計量裝置常見的故障及其原因分析

（一）低壓計量裝置故障分析

低壓計量裝置在使用過程中經(jīng)常會因為電能表的接線鈕損壞導(dǎo)致計量裝置出現(xiàn)故障，無法正常使用，導(dǎo)致低壓計量裝置出現(xiàn)這一故障的原因比較多，首先，不同類型電能表的制造標(biāo)準(zhǔn)各不相同，比如機(jī)械式電能表的制造標(biāo)準(zhǔn)是GB3924，按照該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械式電能表的接線端鈕應(yīng)裝入到端鈕盒中，端鈕盒必須要具備足夠強(qiáng)度，可以使用單股或者多股導(dǎo)線進(jìn)行接線。接線端鈕制造材料必須要具備一定的耐腐蝕性。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)的機(jī)械式電能表的銅端鈕都是采用金屬銅制成，相應(yīng)的也應(yīng)該使用銅導(dǎo)線進(jìn)行接入。但是，金屬銅價格昂貴，銅導(dǎo)線的價格比較高，目前來說，只在重要的建筑物、變電站等場所才會使用銅導(dǎo)線，普通的居民建筑以及我國廣大農(nóng)村地區(qū)都使用的鋁導(dǎo)線，電能表的銅端鈕和鋁導(dǎo)線接觸后，暴露在空氣中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使得接觸電阻增加，電力線路運行過程中，如果電網(wǎng)的用點負(fù)荷比較高，接線端鈕迅速發(fā)熱，會使得絕緣老化，使得接線端鈕甚至整個電能表被損壞。我國電力網(wǎng)絡(luò)中電能表接線端鈕發(fā)生故障的幾率非常的高，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，占據(jù)低壓計量裝置總故障率的60%左右。

此外，電能表線圈燒毀及轉(zhuǎn)盤變形也是機(jī)械式電能表常見的故障。就現(xiàn)階段而言，我國農(nóng)村電網(wǎng)及城市電網(wǎng)中使用的最多的電能表為DD862-4型電能表，一共有四種規(guī)格，額定電壓均為220V，標(biāo)定電流分別為1.5（6）A，2.5（10）A，5（20）A，10（40）A，標(biāo)定電流在10以上的電能表應(yīng)用非常少，按照電能表的制造標(biāo)準(zhǔn)，0.5S之內(nèi)，它的電流線圈及轉(zhuǎn)盤抗沖擊電流的能力分別是45A、75A、150A、300A。在我國三相四線配電系統(tǒng)中，電力線路發(fā)生短路故障時，短路電流的大小一般在150～300A左右，部分地區(qū)的電網(wǎng)變壓器容量比較小，低壓線路比較長，電路短路電流可能會比較小，在150～200A左右，從這些數(shù)據(jù)信息中明顯可以看出，當(dāng)電能表的標(biāo)定電流小于5A時，電流線圈的抗短路電流的能力基本難以滿足相關(guān)要求，也就是說，電流線圈被燒毀的概率非常大，很容易導(dǎo)致電表轉(zhuǎn)盤變形。

（二）高壓計量裝置故障分析

電力系統(tǒng)的中的高壓計量裝置主要由電流電壓互感器、電能表以及對應(yīng)的二次接線組成。高壓計量裝置使用過程中電壓回路、電流回路、電能表都可能會發(fā)生故障。

比如，電流回路中電路端子發(fā)熱燒毀或者電路出現(xiàn)短路故障時，電流互感器的動熱穩(wěn)定電流比較小，達(dá)不到電路中短路電流要求等都可能會導(dǎo)致電流回路出現(xiàn)故障。電壓回路中，電壓互感器的高壓保險絲熔斷或者電壓互感器被損壞，電壓互感器二次壓降超差、二次回路上低壓保險絲熔斷等都是十分常見的故障。導(dǎo)致低壓保險絲熔斷的原因比較多，比如接入電壓回路的負(fù)載比較多，線路承擔(dān)的負(fù)荷比較重、計量電壓回路安裝錯誤，沒有專用、因人為失誤，導(dǎo)致電壓回路二次側(cè)發(fā)生短路等都可能會對導(dǎo)致低壓保險絲熔斷。此外，實際的運行過程中，電壓互感器一次側(cè)遭遇雷擊過電壓可能會導(dǎo)致高壓保險斷開，或者電壓回路的實際負(fù)荷情況與互感器的額定容量不匹配，如果此時母線上的負(fù)荷比較輕，一次系統(tǒng) 很容易出現(xiàn)鐵磁諧振問題，就可能會導(dǎo)致電壓互感器損壞或者斷高壓保險。

二、電能計量裝置改進(jìn)方法

（一）低壓計量裝置改進(jìn)方法

針對電能表銅端鈕和鋁導(dǎo)線連接導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕問題，目前來說，將全部的鋁導(dǎo)線更換為銅導(dǎo)線是不現(xiàn)實的，但銅端鈕制造時，可以參考銅鋁設(shè)備線夾制造銅鋁連接端鈕，電能表連接導(dǎo)線為鋁導(dǎo)線時，鋁端鈕發(fā)揮主要作用，電能表接線為銅導(dǎo)線時，銅端鈕發(fā)揮主要作用。此外，還可以使用穿心式電流互感器用于降低端鈕電流。

針對電能表電流線圈燒毀及轉(zhuǎn)盤變形問題，由上文的分析可以得知主要是因為電能表的抗沖擊電流能力較弱，不能滿足電力線路實際的要求，為此，電力系統(tǒng)工作人員在選擇電能表時要能夠科學(xué)的理解電能表標(biāo)定與電能表抗短路電流之間的關(guān)系。結(jié)合各地區(qū)的負(fù)荷情況以及電能表選擇標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)選取電能表，電能表選擇時要考慮到設(shè)備的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定電流要求，此外，對于標(biāo)定電流較小的電能表，如220V.1.5（6）A及220V.2.5（10）A的電能表，不能直接接在電路中使用，需要經(jīng)過電流互感器與電路連接，這種連接方法可以適當(dāng)降低電能表的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定性電流。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，能夠有效的限制二次電流，在一定程度上可以保護(hù)電能表。電流互感器一次電流線的線徑需要結(jié)合電流線損壞的原因以及電流互感器額定變比時的電流進(jìn)行選擇，此外也可以按照低壓電力線路及變壓器運行過程中可能會出現(xiàn)的最大短路電流及最大電流進(jìn)行選擇，一般來說，穿心匝數(shù)1匝或者2匝即可。

（二）高壓計量裝置改進(jìn)方法

一般情況下，電流互感器正常運行時，實際負(fù)荷電流應(yīng)達(dá)到額定電流的60%左右，不能小于30%，結(jié)合當(dāng)前階段電流互感器實際負(fù)荷電流情況，它的二次電流一般在1.5～3A左右，機(jī)械電能表的精度比較低，在這種電流大小下，能夠基本保證測量精度。但是現(xiàn)階段，隨著電力計量技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械電能表應(yīng)用越來余少，多功能電子表逐漸取代了機(jī)械表，電子表的靈敏度高，標(biāo)定電流一般為1.5A，為電流互感器額定電流的30%左右，為了保證測量精度，實際的電力系統(tǒng)設(shè)計安裝過程中，要適當(dāng)選擇變比較大的電流互感器，從而有效降低二次電流，增加一次電流，盡量避免端子發(fā)熱，降低損壞率。同時增大電流互感器一次變比，這種情況下，電流互感器的額定電流增大，熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定電流增加，可以保證電流互感器的安全性。

為了盡量避免電壓回路出現(xiàn)故障，電壓互感器可以采用Y-y0接線方式，并在電壓互感器的開口三角形線圈繞組上增加一個消諧裝置，破壞其鐵磁諧振條件，進(jìn)而減少諧振現(xiàn)象。針對斷低壓保險問題，電力線路設(shè)計時，可以設(shè)置專用的計量回路，將計量回路與保護(hù)測量回路區(qū)分開來，同時，電力檢修人員要定期對電壓二次回路進(jìn)行檢查測量，及時發(fā)現(xiàn)回路中的異?，F(xiàn)場，保證回路的安全運行。

結(jié)語

導(dǎo)致電力計量裝置出現(xiàn)故障的原因比較多，本文簡單從低壓計量裝置和高壓計量裝置兩個方面就一些常見故障及其原因進(jìn)行了分析，提出了幾點相應(yīng)的改進(jìn)方法，事實上，電力計量裝置使用過程中因為電力線路的復(fù)雜性、線路運行過程中的不可控性，還存在著各種各樣的故障，需要電力檢修人員結(jié)合實際情況，科學(xué)的分析，及時發(fā)現(xiàn)問題并予以解決，保證電力計量的精準(zhǔn)度，盡量避免經(jīng)濟(jì)損失。

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