电能计量装置和设备的异常原因分析及状态检测研究

电能计量装置和设备的异常原因分析及状态检测研究

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摘要:社会的发展以及经济的建设都离不开电能资源的有效支撑,现代社会人们对于电能的需求量以及供应的质量要求越来越高,这对于供电企业来说是非常大的机遇,一方面能够加大供电企业的发展,另外一方面还能够有效的实现国家经济效益的增长,为此供电企业需要加大对电能供应线路及设备的维护力度。本文作者有着多年的供电企业电能计量工作经验,结合着自身的工作实践,分析了在现阶段电能计量装置和设备存在的问题及其出现的原因,并根据本单位的情况从电能计量装置及设备的状态检测方面给出了解决措施并进行了分析和研究,以供广大电力同行借鉴与参考。

关键词:供电企业;电能计量;装置;异常原因;解决措施;状态检测

随着我国工业化的不断推进,再加上电力行业的发展变得越来越来快,电能计量装置和设备的异常问题也越来越引起众多的关注。确保电能计量数据的准确性、完整性和可靠性,是供电企业加强对上下游产品的监控,维护自身经济利益的核心任务。为此出现电能计量装置和设备故障问题时就需要及时的进行解决,确保用电客户电能的正常使用和供电企业的正常经济效益。

一、电能计量装置和设备的异常

1、电能计量装置和设备出现异常状态的分类

首先可将电能计量装置和设备的异常分为计量装置和设备的损坏和电能计量装置和设备的异常两大类,例如电能表损坏、设备铭牌损坏、互感器损坏、计量柜铅封损坏、不计电量或电能表少计等异常状态都属于这大量类,这是按照发生异常的直接后果来分类的。其次可分为电能计量装置和设备的电流异常、电压异常、相关开关量(信号)异常、功率因素异常、线损率异常和日(月)累计电量异常等数种异常状态,这是按照异常的技术表征来分类的。

另外电能计量装置和设备按照异常发生的原因,可分为非人为异常和人为异常两大类,由于计量装置故障和系统扰动造成的异常以及人为过失和异常窃电行为造成的异常都属于这两大类。最后是按照计量装置和设备发生异常的位置,可分为电能表内部异常、计量回路异常和计量柜异常等,如电压、电流互感器二次异常、计量电压和计量电流回路异常等都属于这种情况。

2、电能计量装置和设备出现异常的原因分析

通常情况下电能计量装置和设备出现异常的情况主要原因是是由系统干扰和电能计量装置和设备故障以及人为的偷窃电行为造成的。其中,人为窃电是最常见也是造成最为恶劣影响的原因。

一是电力系统的干扰导致电能计量装置和设备的异常。在电力系统中由于电力谐波的存在就不可避免地会对电能计量装置和设备产生一系列的干扰,致使电能计量装置和设备在运行过程中的误差越来越大,进而影响到电能的正确计量。电力系统中大量的非线性负荷和电力电子设备在运行过程中成为了巨大的谐波源会引起电能计量装置和设备(主要是感应式电能表)的计量误差。由于感应式电能表的设计只能保证其在工频附近很窄的频带范围内的工作性能,是按基波情况考虑的,一旦电能计量装置和设备工作在谐波状态下,就会产生较大的电能计量误差,从而影响到供用电双方的经济效益。

二是电能计量装置和设备自身存在的故障。由于电能表的故障以及电压(电流)互感器的故障和电能计量回路的故障等各种电能计量装置和设备的故障能够造成严重的后果,致使电能计量装置和设备本身不能够正常的进行工作。在一般情况下电能计量装置和设备的故障多是由于供电企业在进行电能计量装置和设备安装时的配置不合理,相应的生产质量较差以及装置和设备长期运行在恶劣的工况下而逐渐形成的,其最常见的后果就是导致互感器误差、电能表误差、PT次回路压降引起的误差等计量装置综合误差不断增大。如果有电能计量装置和设备发生故障,其综合误差就可能变得很大,从而严重影响电能计量的准确性。

三是人为的窃电造成电能计量装置和设备的故障。人为的偷窃电将会导致电能计量装置和设备异常,使电能计量装置和设备出现少计量或者是不计量。另外窃电行为还极易引发火灾,甚至是损坏电能计量装置及设备乃至造成人身伤亡事件,最后危及社会公共安全和人民群众生命财产安全,造成大面积停电危及电网安全稳定运行,从而使国家蒙受重大经济损失。

二、电能计量装置和设备异常状态监测方法

传统电能计量监测工作包括抄表和稽查2个环节,主要依靠人力进行。这种人力电能计量监测方法已表现出越来越多的弊病,很难适应形势的需求。因此就需要实施其他的电能计量装置和设备的异常状态监测方法进行电能计量装置和设备的异常故障排除。

1、电能计量装置和设备的电流(电压)、功率因数异常监测

对电能计量装置和设备的电流及电压的监测指标主要包括了相电流和相电压、相应的负荷功率因素以及相电流和相电压突变量、三相不平衡电流和电压等。针对电能计量电流和电压的异常监测的步骤,首先是对电能计量装置和设备,尤其是电能表的内部电流或电压回路中检测元件的动作情况;其次是加相电流高于额定电流的15%,加相电压低于额定电压的70%,经长延时还不能够恢复则就会出现功率因素值的异常,经长周期也不能够恢复就能够确定问题出现在电能计量装置和设备有问题;另外还可以检测相电流和电压、功率因素突变量的越限等工作以及进行断路器分闸及检修信息的查看。最后对于三相不平衡电流(电压)越限,经延时还没有恢复,就可以判断发生电能计量装置的电流和电压、功率因素异常。

2、电能计量装置和设备的开关量信号的异常监测

当电能计量装置装备中某些开关量信号,如电能表内部电流回路检测信号、电能表白检错误信号、计量柜监视继电器信号等变位或发出时,即可判断发生了与电能计量装置和设备相对应的异常情况,此时可以对相应的开关量信号进行进行排除和处理。

3、电能计量装置和设备的宏观状态量异常监测

供电企业相关专业部门只有对电力负荷的变动以及电力负荷的性质和相应的运行方式等宏观因素进行分析和研究,才能够准确地判断出电能计量装置和设备在日常累积的电量和线损率等宏观状态量状态下是否出现异常。一般来说,在电力系统条件基本不变的情况下,线损率、母线不平衡率、变损率越限,即可判断为电能计量装置和设备相应的状态量异常;负荷曲线异常、负荷日(月)累积电量变化值越限,经长周期未恢复,即可判断为其发生异常。

4、防窃电监测方法

青岛供电公司目前主要通过电力负荷现场管理系统和独立的开箱报警(断电)装置来实现对窃电行为的监测。不管是哪一级的负荷管理系统,都具备了对电能计量装置和设备现场运行情况进行在线自动监视和集中管理的功能。电能计量管理系统所具备的这些功能,一旦发生异常情况,就能及时响应并给出相应分析,为查处窃电行为提供综合分析和数据支持。此外,青岛供电公司还通过在电能计量箱柜的门与箱体部位加装门电路传感器,控制继电器来实现对用电客户开箱断电、开箱记忆和开箱报警功能。电能计量装置和设备的箱门关闭,继电器常闭触点闭合,电路无脉冲发出,一旦打开,继电器常闭触点断开,控制线路会接收到门电路发送的异常脉冲,信号经放大后控制开关继电器断电,用电客户无法自行恢复供电。

参考文献:

[1]蒋嵘。电能计量装置异常状态研究[J]。现代制造,2012,(15):78-79。

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[3]宋思扬。电力营销中用电信息采集系统建设研究[D]。北京:华北电力大学硕士学位论文,2011。

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