方燕：常见计量装置故障的分析与判断.doc

常见计量装置故障的分析与判断
东至供电公司 方燕
摘要： *电能计量装置是供电企业对电力用户使用电能量多少的度量衡器具,是电能贸易结算的依据。其准确性与否不但影响到供电企业的形象和信誉，而且也直接关系到供电企业的经济效益。因此,为避免电量的流失以及确保线损率,通过判断和分析计量装置的故障来保证计量的准确性和安全可靠性；同时还要规范电能表计量装置的安装接线及工艺 。
关键词：计量装置故障 分析 判断

引言：从事计量工作，如何去判断和分析电能计量装置的常见故障是我们的首要掌握的一门技术。只有掌握好这门技术，我们才能做好计量工作，从而才能确保供电企业的效益不受损害；本文将就几种常见的计量装置故障做简要介绍以及分析。
正文：1、电能计量装置常见错误接线
1.1 单相有功电能表的错误接线
当直接接入式单相电能表装表时，误将进电能表的火线与零线接反了，零线从电能表引出后处在开断状态，而负载跨接在火线和地线之间，用电依然正常，因电能表电流线圈无电流通过而不转。
当电压小钩断开或接触不良造成开路时，此时电能表的测量功率P=(0)×IcosΦ=0，电能表不转。 ZG电力自动化不仅为电力职工提供一当电流互感器二次测开路时，电能表电流线圈无电流通过，电能表测量的功率P=U(0)cosΦ=0，电能表不转。同样，电流互感器二次侧短路时，因无电流通过电流线圈，电能表也会不转。当电流互感器二次侧极性接反时，电能表测量的功率P'=-UIcosΦ电能表反转。
1.2 1.2三相三线两元件电能表错误接线 * }" q( e4 t3 z+ ~3 ]8 U
当电压线A、B相电压对调; B、C相电压对调; A、C相电压对调时，对调后计量值P'均为零，电能表不转。
1.3 三相三元件电能表的错误接线
当有任一只电流线或CT极性接反时，接反相测量的有功功率为负值，4 v; b7 P" A4 B+ M8 电能表变慢。
当有两相电流线或CT极性接反时，接反两相的测量值为负值，& n. X4 m$ e4 V! s5 QZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局电能表反转。 ------电力技术论坛======专注电力技
当三相电流线或CT极性接反时，电能表反转，K=-1。
; H& F3 J3 f- t2 kZG电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。这个平台与传统知识交流平台相比具有：获取信息速度快，信息量大，互动性强，成本低。这几个特性是传统知识交流平台所不具备的。ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁，使各位朋友的技术共

当电流回路一相开路时，电能表仅计量两相电量; 二相开路时，仅计量一相电量; 三相开路时，电能表停转。同样，电流回路出现一相、两相、三相短路时，电能表计量值同上。, ~% Z k; A1 a( a4 r------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步====
当低压三相四线电能表CT接线正确，而电压辅助线相序与电流不一致时，如电能表反转。/ x- [* B. i0 pZG电力自动在电压回路存在开路故障时，有以下特征：
2 C, w+ v, u3 T ^- R9 Awww.zgepsa.c一相电压回路开路，电能表计量两相电量; 两相电压回路开路时，电能表仅计量一相电量，电能表变慢; 三相电压回路开路时，电能表停转。
2、计量装置故障的常见检查方法
2.1 电压回路的接线检查
　　2.1.1 测量各二次回路的线电压：在测量Uab、Ubc、Uca时，其值应接近相等且为110V。测量过程中如发现三组电压不相等，且数值相差较大时，说明TV有一、二次侧断线、熔丝烧断或绕组反接等情况。 　　
　　2.1.1.1 对于采用V/V接线的TV，如线电压中有0V、50V等情况出现时，可能是一次或二次断线。有一组电压为170V时，说明有一台TV绕组极性反接。
　　2.1.1.2 对于Yyn接线的TV，当测量线电压的值中有58V出现时，说明有一次断线或一台TV绕组极性反接现象。
　　2.1.1.3 带有表计等负载进行测量时，出现二次断线时不论采用何种方式接线的TV，没断的两相之间电压值总为100V其它两组电压按负载阻抗分配。
　　2.1.2 检查接地点确定相别，用一只电压表一端接地，另一端依次接电能表三个电压端钮，可以判断TV的接地情况。
　　2.1.2.1 电压表三次均指100V，说明TV二次侧回路没有接地，构不成回路。
　　2.1.2.2 两次为100V，一次为0，说明可能是两台单相互感器V形连接，也可能是三只单相TV或一台三相五柱TV为Y形连接。以上三种均可断定B相接地，为0的一相即为B相，根据相序可以定出A相和C相。
　　2.1.2.3 三次均指100V，说明TV是Y形连接且中性点接地，这种情况一时还不能定相别。
　　2.1.2.4 测量三相电压的相序：它应符合接线图规定。如测出的是逆相序，有功表虽然正转，但因有相序误差，除正弦无功表外，其它无功表都将反转，接线时要把它改为正相序。
如通过以上方法不能确定其相别的，可以通过向量图的方法来判断电能表接线的正确性。
2.2 电流回路的接线检查 (三相二元件(三相三线)电能表)
　　2.2.1 断开A相或C相电压，观察电能表是否转动。检查时依次将接入电能表的A相或C相电压端子断开，电能表仍能转动。
　　2.2.1.1 断开A相，圆盘不能转动，说明第二元件(接入电源Ic相、电压Uab)的电流回路可能有短路或断线等现象。
　　2.2.1.2 断开C相，圆盘不能转动，说明第一元件(接入电流Ia相、电压Uab)的电流回路可能有短路或断线等现象。需特别注意的是，当功率因素cosΦ =0.5时，第一元件计量的功率为0。对这种情况，可以在断开C相电压的同时，将C相电压换至A相电压的端钮上，此时第一元件所计量的功率为：PA=Ucb·Ia·cosΦ(90°+Φ)，若Φ =60°，电能表应有明显的反转，否则说明A相电流回路可能有短路或断线现象。
　　2.2.2 测量电流回路，确定TA有无极性反接，用标准电流表分别测量第一元件，第二元件和公用线的电流值，对A、C相TA二次侧分别接入电能表的电流端子，如三相负载平衡，则三次测量值相等。
　　2.2.3 判断电流回路接地的正确性。用一根两端带夹子的导线，一端接地，另一端依次与电能表的电流端钮连接。与不接地的端钮连接时，导线与电流线圈中的电流被分流，表盘转速变慢；与接地端钮连接时，表速不发生变化，通过此法可以判断出哪个端钮接地，接地是否正确。
2.3 用功率因数判断电能计量装置故障
在电费计量中，人们往往只注重有功电量，而忽视无功电量。在计量装置检查中，大多也从有功电量变化入手，再检查二次回路及电能表的正确性，由此判断是否存在窃电行为或计量装置的好坏。但当用户负荷变化较大的时候，单从有功变化的角度很难做出正确的判断，所以应充分考虑无功电量。然后通过分析功率因数变化，判断是否故障或有否窃电行为。
无功功率描述的是电路电压、电流由于相位不一致而引起的功率交换，目前无功电能表绝大多数都是正弦电路无功电能表，此类无功电能表按测量方法分主要有跨相法和移相法等。
跨相法的基本思想是一般采用有功电能表通过跨相接线，或基于跨相原理研制出专用无功电能表接法。跨相法其计量元件的工作原理依然是有功电能计量原理，二者本质上是一致的。跨相法按测量原件的使用和电压电流相位的不同分为：一元件跨相90°法，二元件跨相90°法，二元件跨相60°法等。
移相法主要是电子技术发展的结果，其基本原理是将电路电压移相90°（电压滞后90°），与电流相乘直接测量出无功功率，然后累加得到无功电能。其基本思想与传统正弦电路无功功率定义完全一致。移相法分为模拟移相法和数字移相法。
二元件跨相60°法是功率表有两个测量原件，把三相三线制电路的任2相电流通过功率表的电流线圈，3相电压按一定方式加于功率表的电压线圈，使得接入功率表的电流电压跨相60°，测得功率值（两元件测量值的代数和）就是三相无功功率，累计即三相无功电能。
对于二元件表常见故障由两类：一类是只有第一个元件工作，二类是只有第二个元件工作。
2.3.1 只有第一个元件工作
此时由两种可能情况发生：一是C相电流二次回路被开路或短接；二是缺A相电压。
此时 Q = UIcos(60°- φ)
若正常时cosφ = 0.90，即φ = 25.8°。
则Q = UIcos(60°- 25.8°) = 0.83UI
设用户实际用电量有功为1 GWh，无功为334 Mvarh。则实际计量无功为：370 Mvarh，比实际用的多计10.2％。对于有功计量分两种情况：①当C相电流二次回路被开路或短接时，有功表转速下降至原来的1/2.6，此时实际计量有功为：386 MWh。此时功率因数为：cosφ = 0.72。②当缺A相电压时，有功表转速下降至原来的1/1.64。此时实际计量有功为：610 MWh。此时功率因数为：cosφ = 0.86。
由以上分析可见，当只有第一个元件工作时，功率因数将大幅下降，可以依此判断故障可能位置或是否由窃电行为，并及时排除，避免对供电企业造成经济损失。
2.3.2 只有第二个元件工作
此时由两种可能情况发生：一是A相电流二次回路被开路或短接，二是缺B相电压。
此时 Q = UIcos(120°- φ)
若正常情况与第1节相同，
则此时 Q = UIcos(120°- 25.80°) = -0.07UI
从上式可以看出，无功电能表转盘承受反向力矩，但由于无功表具有止逆机构，所以无功表不转或少转，这样就会导致功率因数大幅升高，甚至到1。此时现场情况表现为有功表正转，但转速慢；无功表不转或少转。遇到这种情况，很多时候会认为是无功补偿装置做得好或者过补偿，而忽略了故障。所以应该对此情况多加重视。
3、规范电能表计量装置的安装接线及工艺 ZG电力自动化,变电检规范电能计量装置的安装接线，是防止计量差错的有效手段。首先电能计量装置的二次回路应符合技术要求: 对高压CT接线，不宜采用简化接线，而应用分相接线，即三相三线二只CT用4根线连接，三相系统三只CT用6根线连接。对于低压的有的仍用简化接线，三相三线2只CT采用不完全星形接法，用3根线连接; 三相四线3只CT星形法接线，用4根线连接。 ZG电力自动化7 z%
其次，当PT二次电压线用电缆连接时，一般采用四芯，一根芯作为备用，35kV以上计费用PT二次回路，应不装设隔离开关辅助触点，但安装熔断器; 35kV及以下计费PT二次回路，不得装设隔离开关辅助触点和熔断器; 35kV及以下用户应用专用计量互感器; 35kV及以上用户应有CT、PT专用二次回路，不得与保护、测量回路共用。 ZG 二次回路连接导线最好用黄、绿、红相色线，中性线用黑色线，且导线中间不得有接头。导线连接为螺丝压接式，螺丝压接时，线头应弯圈，方向与螺丝旋紧方向一致。( [# ?7 g+ X1 X; T& `ZG电力最后，对于电能表的规范安装接线应注意以下要求:
3.1 33.单相电能表的火线、零线应采用不同颜色的导线并对号入孔，不得对调。 ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技 3.2 单相电能表的零线要经电表接线孔穿越电表，不得在主线上单独引接一条零线进入电表。
3.33.3导线穿过金属盘时，要用套护圈或塑料管，塑料表箱要用阻燃材料。
3.4 3.4电能表间距不小于80mm，与屏边距离不小于40mm，电能表倾斜度(前后、左右)不得超过1°。
3.5 3.5三相用户的三元件电表或三个单相电表中性点零线要在计量箱内引接，禁止从计量箱外接入，也不得与其他单相电能表零线共用。
3.6 三相用户电能表要有安装接线图，并严格按图施工，一律采用正相序接线，认真做好电表、电表箱的铅封、漆封工作，表尾接线完毕要及时封好接线盒盖，并尽量减少进出电能表导线的预留长度。
3.73.7低压三相电能表的电压辅助线，要从电能表上侧可密封的地方压接，以免用户私自调整电压相序，造成差错。
3.8 在实施电能计量装置的规范安装和施工工艺的前提下，运行后进行六角图测试和相量分析，以确保电能计量装置接线正确。
结束语：
计量的准确与否是供电企业效益的关口，因此计量装置接线的是否正确是非常重要的。首先要规范电能表计量装置的安装接线及工艺，其次在有装置故障或者接线错误的情况下能迅速准确的检查出来并改正；这样即可以为供电企业减少经济损失，又能增加供电可靠性，同时也是一种反窃电有效方法。
致谢：最后谢谢这两年的学习中各位老师的耐心和细致。在这两年中，我学到了很多知识，今后也将把它们运用到工作中去，使自己在工作中做的更好更出色。
参考文献：
[1] 《电工基础》 周南星 主编 北京科学技术出版社 1997年
[2] 《电能计量》 孙铁名 主编 水利电力出版社 1991年
[3] 《电能计量培训教材》 陈向群 主编 中国电力出版社 2003年