常見關口電能計量故障分析

楊茂濤，白勇智，彭瀟

(湖南省電力公司科學研究院，湖南長沙410007)

關口電能計量點是指發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)及用電企業(yè)之間進行電能結算的計量點 (簡稱關口計量點)〔1〕。關口電能計量裝置是衡量關口分界處電能量的流向及大小，記錄的電能量作為技術經(jīng)濟指標統(tǒng)計、核算的基礎數(shù)據(jù)，是保證電力市場能否正常運行的關鍵，直接關系到發(fā)供電企業(yè)的經(jīng)濟和社會效益〔2〕。

1 關口電能計量裝置的組成

關口電能計量裝置一般由電壓互感器 (TV)、電流互感器 (TA)、電能表及其二次回路組成，如圖1所示，圖中畫出了A相電壓、電流，B相和C相情況類似。

圖1 常見關口電能計量裝置構成

對于存在雙母線，且關口計量的電壓取自母線TV的情況，計量電壓回路還需要進行電壓切換(常見的110 kV，220 kV變電站均屬于此種情況)。國家電網(wǎng)公司Q/GDW347-2009《電能計量裝置通用設計》推薦的電壓切換裝置原理圖如圖2所示〔3〕。圖中1QS，2QS分別為計量單元出線靠近母線側(cè)隔離開關的輔助觸點。

圖2 通用設計推薦的電壓切換裝置原理圖

2 常見的關口電能計量故障類型

表1統(tǒng)計了近3年湖南省省級關口故障情況。由表1可見，失壓是引起關口電能計量故障的最主要的原因，占72.7%，而電壓切換故障和回路故障又是引起失壓的最主要原因。

2.1 電能表本體故障

關口表本體較少發(fā)生故障，發(fā)生故障的電能表均為ABB公司生產(chǎn)的AIN系列ALPHA表，表計型號為AINRTAL-X。電能表本體故障主要表現(xiàn)為死機，表計不循顯，不計量，表計顯示Er000101，故障代碼表示表內(nèi)部內(nèi)存校驗出錯或內(nèi)部通訊出錯且停電后備電源供電出錯等多種故障，抄讀軟件無法與主表連通。表計重新編程后，一般可恢復正常。故障原因可能為:①元器件老化，因出現(xiàn)故障的表計均已工作8年以上;②通信過于頻繁或者在通信過程中受到外界干擾。

表1 近3年湖南省省級關口故障情況統(tǒng)計表

2.2 電流故障

電流故障在關口電能計量故障中所占比重較小，主要分為失流和電流反向2類。失流多表現(xiàn)為TA二次回路開路或分流2種，舉例說明。

(1)110 kV松木塘變電站株松Ⅰ線502開關省關口電能表C相失流，經(jīng)查為502開關就地TA端子箱內(nèi)計量回路接線盒燒壞，造成C相TA二次開路。接線盒燒壞的直接原因是接線盒下端驅(qū)潮電阻長時間通電，功率大，溫度高，接線盒C相接線端與驅(qū)潮電阻距離近。

(2)華電石門電廠500 kV石崗Ⅰ線失流，經(jīng)查為TA二次電纜磨損破皮裸露，電流線與屏蔽層導通，經(jīng)屏蔽層接地，電流通過大地形成了回路，造成了分流。如圖3所示，正常的電流I分流成了地電流I1和流過電能表的電流I2。

圖3 電纜破皮裸露接地造成分流原理圖

由于失流和分流都有一個緩慢變化的過程，因此較難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場校驗電能表其誤差也與表計外分流無關，一般會顯示合格。因此，在運行巡視時，必須注意核對電能表顯示電流、功率與實際電流、功率是否一致，如相差較遠，則須檢查是否存在分流。

電流反向的情況一般為施工造成，在現(xiàn)場校表驗收時，應仔細核對相量圖即可發(fā)現(xiàn)。

2.3 電壓切換故障引起失壓

從圖2可見，電壓切換不能正常完成的可能原因有:①繼電器的直流電源輸入消失，主要原因為直流饋線屏上對應的快分開關 (圖2中的Q)跳開或被人誤動，或直流電源通道被人為解開。②隔離開關輔助觸點 (圖2中的1QS，2QS)連接被誤動斷開。③繼電器 (圖2中的1KM，2KM)故障，不動作。④電壓切換模塊故障。表2列出了2009—2011年湖南省內(nèi)關口因電壓切換故障引起失壓的情況，其中切換繼電器不動作和電壓切換模塊故障為最主要的原因。

表2 2009—2011年湖南省關口因電壓切換故障引起失壓情況統(tǒng)計表

2.4 電壓回路故障引起失壓

從圖1分析可知，回路故障造成失壓的原因主要有:①TV端子箱快分開關跳開或被人為誤動。②電壓回路電纜不正確連接或連接松動。表3為2009—2011年湖南省內(nèi)關口因電壓回路故障引起失壓的情況。

3 常見關口計量故障的查處和預防

關口計量故障發(fā)生后，應迅速找出故障原因，進行整改，并對同類型的關口計量裝置進行檢查，以達到預防的目的。

3.1 常見關口計量裝置故障的查處

常見的電能表本體故障主要表現(xiàn)為電能表死機、失壓和失流。

表3 2009—2011年湖南省關口因電壓回路故障引起失壓情況統(tǒng)計表

電能表死機主要出現(xiàn)為表計顯示錯誤代碼，不循環(huán)顯示電量信息，按鍵無響應，用抄表軟件無法通信，有的重新上電后可恢復正常。如發(fā)現(xiàn)表計死機，應分析死機原因。如為表計原因則換表，如現(xiàn)場干擾較大，則還應采取屏蔽措施，減小電磁干擾。換表處理后應加強運行巡視。

電能表失壓的查處要沿著電壓二次回路進行，首先找到失壓點，然后對失壓原因進行分析。如失壓點在電能表端子處，則可能為電能表內(nèi)部電壓回路斷線;如失壓點在互感器端子箱處，則可能是互感器內(nèi)部故障;如失壓點在電壓切換處，則可能為電壓切換模塊或切換繼電器故障或未正常動作。如為電壓切換故障，則應結合圖2作進一步的分析。

失流故障的查處同失壓故障查處類似，首先用鉗形電流表沿著電流回路找出大致的失流點，然后查找是否有開路、短接或重復接地，并對造成故障的原因進行分析，做出相應處理。

3.2 常見關口計量裝置故障的預防

(1)加強設計審查。計量專業(yè)人員應對關口計量裝置設計方案進行審查，避免設計紕漏。

(2)重視投運前檢查。檢查互感器、電能表、二次回路電纜是否符合要求，檢查二次回路接地是否適當，檢查二次接線從互感器端子箱到表計是否正確無誤，檢查TV二次快分開關容量是否合適，如有電壓切換，還需檢查電壓切換回路是否符合要求。

(3)高度重視投運驗收帶負荷檢驗。帶負荷檢驗可以發(fā)現(xiàn)常見的錯誤接線、漏接線、接線松動和已經(jīng)發(fā)生的失流、失壓故障等，可以將故障消滅在萌芽狀態(tài)，且故障電量極小。投運驗收后應按要求及時加封，避免誤碰。

(4)加強跨專業(yè)溝通。特別是加強與二次檢修班、繼電保護班的溝通，確保其在檢修時不誤碰誤動關口計量相關的二次回路，主要包括TV端子箱內(nèi)關口計量快分開關、電壓切換直流電源快分開關 (一般裝在保護室直流饋線屏)、關口單元的隔離開關輔助觸點 (一般經(jīng)由就地開關端子箱內(nèi)轉(zhuǎn)接至電壓切換屏)。

(5)充分發(fā)揮負控監(jiān)控作用，切實加強運行設備監(jiān)控及巡視工作，及時發(fā)現(xiàn)和處理故障。

4 結束語

關口電能計量裝置的運行直接關系著發(fā)、供、用電方的經(jīng)濟利益，因此必須重視其故障預防，減少差錯電量的發(fā)生。通過收集近3年湖南省省級關口電能計量發(fā)生的故障案例，并進行歸類分析，找出故障發(fā)生原因，提出預防措施，以達到減小或避免同類故障發(fā)生，減少差錯電量的目的。

〔1〕中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T 5202-2004電能量計量系統(tǒng)設計技術規(guī)程〔S〕.北京:中國電力出版社，2004.

〔2〕盧樹峰.江蘇上網(wǎng)關口電能計量裝置的現(xiàn)狀分析〔J〕.華東電力，2005(7):68-71.

〔3〕國家電網(wǎng)公司.Q/GDW 347-2009電能計量裝置通用設計〔S〕.北京:中國電力出版社，2009.