摘要：电能计量设备作为电力系统中最具代表性的电气设备，发挥着用电量计量功能和作用，实际运行过程中，由于受到多种因素的影响，电能计量设备难免会出现各种各样的故障问题，这些问题将在很大程度上影响计量功能的发挥。本文分析了现场电能计量设备常见故障问题，并提出了解决对策。
关键词：电能计量设备；故障问题；处理对策
随着市场经济体制的推进，用电量在急剧增加，为电力企业提出了新要求。要加强管理和增添设备确保稳定供电，都需要投资，都需要准确的电能计量。事实上，准确的电能计量装置是保障电能计量公正、公平及可靠首要条件。能够正确计量电能不仅仅取决计量电压和电能表，在一定程度上还关系到过负误差。在这种形势下，研究过负荷误差以及防范措施具有现实意义。
1、电能表过负荷误差分析
1.1全电子式电能表过负荷误差
当这一类计量设备的负荷电流较大，高于额定值时，则可能存在负方向误差，对此可以尝试提高互感器精度，安装灵敏度较高的互感器，这样即便电能计量设备内部的负荷电流不断上升，互感器也能够跟随其走向饱和状态。不同的电能计量设备由于额定电流设置以及内部构造等的差异，其饱和电流值也存在差异，如果互感器内部电流逐渐走向饱和状态，从而使得电流计量处于停滞状态，出现了计量错误，临到负荷临界点，计量误差也对应出现较大变化。当这一类计量设备长时间走向高负荷状态，电能表中的温度势必会上升，因为互感器带来巨大的威胁，使得计量误差更加严重化，具体的误差变化如图1所示。
图1 误差变化趋势图
1.2互感器过负荷误差分析
电流互感器实际运行中有着自身的特征、性质与性能，根据试验显示，互感器的磁化曲线也会随着通过它的电流的变大而上升，特别是超过互感器自身的额定电流时，磁化曲线则有变弯的趋势，而且会随着电流的上升，弯曲度加剧。这就意味着负荷电流较大，高于100%的额定电流状态下，铁芯势必会走向饱和状态。如果互感器长期处于过负荷状态，对应的铁芯温度也将直线上升，对应的涡流损耗与磁损耗也会急剧上升，对应负误差将越来越严重，图2为互感器过负荷状态的误差曲线图。
图2 为互感器过负荷状态的误差曲线图
1.3感应性计量设备的过负荷分析
如果系统出现高电流，也就是流经该计量设备的负荷电流过大，大于额定电流数值时，则将导致计量设备中转盘运行过程中，抑制力矩上升，使得电流铁芯逐渐走向饱和状态，对应的误差曲线斜率也将上升。根据诸多的实验实践统计得出：当负荷电流超出10A时，大概会出现-5%的误差，而且负荷功率会直接影响误差曲线斜率。
1.4二次回路过负荷
一般来说，随着电力线路的运行，线路的温度会逐渐上升，对应的阻抗也会随着上升，不同的部位温度上升程度也有所差异，其中电流回路的多个接触点会出现温度急剧上升的现象，要远远超出导线自身的温度。同时，接触电阻也将因为温度的上升逐渐上升，这样就意味着过负荷状态下，由于温度不断上升，对应的二次回路阻抗也将呈上升趋势，多次试验与统计而得出：当线路运行温度急剧上升，达到40℃状态下，电流回路将形成多个接触点的状态下，对于直径为4mm的导线，其阻抗可能提升0.4Ω，也就是二次负载上升10V.A，综合计算得出：误差也必然会上升-0.06%
2、电能计量装置过负荷误差的防范措施
一旦电能表出现了过负荷误差，必然导致曲线发生一定的弯曲，就会给电能计量造成误差，影响其准确性。上面已经分析出了发生过负荷误差的几种类型及根源，就需要在这个基础上提出防范措施。
2.1谐波污染的解决对策
要想解除谐波污染，减少谐波不良干扰所造成的电能计量设备破坏的问题，就要想办法控制谐波，降低谐波功率，通过这种方式从根源上控制由于谐波污染所导致的电能计量设备故障问题，在一定程度上抑制污染，却无法彻底消除谐波干扰，具体可以从以下方面做起：（1）配置消谐波设备。消谐波设备能够在一定范围内控制谐波的不良干扰，抑制谐波对电能计量设备的不良干扰，从而减弱谐波污染问题。（2）积极矫正电能表应用比例误差。从当前的各项研究来看，为了有效排除由于谐波影响而造成的电能表计量误差，可以重点围绕计量设备展开误差矫正，以此来控制谐波的不良影响。（3）完善技术监管与用电稽查。谐波向电网系统的散播与注入并非一次性完成，而是要经历一个过程，这无疑为谐波治理提供了有利时机，要把握好谐波释放的最佳时期，加强谐波技术检查，加大用电稽查监督力度，以此来保证谐波的接入得到有效控制。
2.2选择合理的TA电流
设计该装置之时，首先要确定装置中流经电流负荷性质，要分清楚是属于那一种类型，在正确类型上才能够选择TA的一次电流大小。如果通过的负荷属于点冶炼，那么通过互感器电流只能是额定电流值的50%；但是假如供电企业属于并网销售，那么通过互感器电流只能是额定电流值的30～50%；如果是其他的类型，互感器上的一次电流可以占据额定负荷电流60%左右，对于TA精度等级上要依据相关规程要求，要么是0.2S或者0.5S。
2.3电能表与互感器的科学检定
电力企业应该从所服务地域的实际情况出发，例如：用电量、负荷量等，从而科学地选配电能表与互感器，要所选设备的各项参数都达到地区需求的标准，并根据所服务地域的具体情况来编排计量设备调试与检修计划。对于电能表主要应该做好以下检查与测试：外观有无裂痕、能否正常启动、测试其基本误差，同时，也要进行绝缘强度试验，确保其绝缘强度达到规定的安全标准，对于电能表要制定调换计划，通常来说，一类、二类、三类电能表应该每3~4年调换一次，四类电能表则需要每4~6年调换一次，同时，也要做好电能表的定期检验与测试工作，用实际负荷来检查其运行状态，实际检查中需要达到规定的电压、温度等的标准，具体应重点检查以下项目：电脑能表正常运转状态下的计量误差，所采用的计量方式科学、准确与否，是否按照合理的方式来同互感器的二次回路连在一起。
也要科学检查互感器，具体的检查项目：外观有无裂痕，测出其绝缘电阻，检测绕组极性，测出其误差等，必须按照规程中的规定与要求来检查互感器的运行状态，要保证运行中的互感器能够达到规定的标准，同时，也要为互感器创造一个有利于其运行的环境。通常来说，互感器的调换周期为10年，具体需要根据其运行状态来灵活调整，必须全程、全方位动态监测互感器的运行状态。
2.4过负荷故障的防范策略
针对于过负荷问题所导致的计量设备故障问题，应该积极加强防范，具体可以采取以下方法和对策：积极做好设计工作，把好设计关，切实根据设计标准、规程制度等来优选合适的TA电流，同时，也要对二次容量做出科学、合适的选择，并对应配置适应性的无功补偿设备，优选具有先进功能和作用的计量设备，确保该计量设备能够有效适应该环境，支持并促进问题的解决。
结论
总而言之，一旦计量装置发生的过负荷误差比较严重，就会影响到电能表中的互感器工作，造成曲线出现变形，势必影响到电能计量装置的计量结果，出现负误差而损失到供电电量，因此就要从发生误差根源入手实施相应防范措施，推动供电企业快速发展。
参考文献
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[3]张锋，王永辉，史轮.电能计量装置典型故障分析[J].河北电力技术，2011（6）.
论文作者:王宇锦
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：误差论文; 互感器论文; 负荷论文; 谐波论文; 电能论文; 电流论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第24期论文;