电能计量装置检测及常见故障分析与处理

摘要：在运行过程中，电能计量装置经常会出现故障和误差，会对电量计量的准确性、线损的准确性等造成影响，为降低电能计量误差，需要做好电能计量装置的检测工作，并对存在的故障进行分析和处理。文章首先介绍了电能计量装置，然后分析了台式电能表和便携式电能表检定装置问题及处理措施，最后对降低电能计量误差方法进行探讨。

关键词：电能计量装置；故障分析；电能表；台式电能表；便携式电能表；检定装置 文献标识码：A

中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2017）11-0112-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.057

电能计量装置是一种电能表检定装置，主要包括便携式检测装置和台式检测装置两种，其主要用来检测等级比较低的安装式电能表或标准式电能表。如果电能计量装置出现故障，会直接导致检测误差变大，影响被测表误差量的准确性和被测误差准确性，甚至会影响电网计量的准确性。

1 电能计量装置介绍

电能计量装置指的是用电方和供电方进行电能结算的主要工具，同时也是进行企业经济核算的重要措施，所以要保证电能计量的正确性和准确性。为了保证电能计量的可靠性和准确性，需要做到以下几点：要保证互感器的组别、极性、电能倍率的准确性；要保证互感器和电能表误差在规定范围值内；需要结合电路的具体情况科学的对电能表接线方式来进行选择；要保证电能表铭牌可以和实际的电流频率、电压等对应；要保证电压互感器二次回路电压降可以达到设计要求；二次回路负荷要控制在电压互感器或电流互感器额定范围值内；接线要正确，在电网运行过程中，如果电能计量装置接线不正确，需要将不正确的接线找出，然后对其进行纠正，此外还要计算退补电量。

2 台式电能表检定装置问题分析与处理

2.1 故障现象

在利用一台DZ603-III台式0.01级三相标准电能计量装置对三相标准电能表进行测试时，被测表误差等级为0.05级，U相三相四线220V、5A的0.5（L）测定误差为0.065%，相对来说误差比较稳定，对多台三相标准电能表进行测试后测试结果都不达标。但是对不同型号（BD-3A1G）的三相标准电能表进行测定时，测量误差合格，但是误差值偏大。为了说明该型号设备存在问题，换用相同标准、相同等级的电能计量装置对MDP2000三相标准电能表进行检测，经过测试证明，得到的测试结果均合格，说明该电能计量装置存在问题。

2.2 原因分析

首先对三相标准电能表的U相使用三相标准装置U相测试器误差，经过测试误差值在要求范围内，而将U相电流和三相电压变大时，测试U相220V、5A的误差均不达标。经过试验后发现，所有问题主要出现在电压回路上，该装置三相标准装置的三相电压放大线路板和三相电压稳压电路板都在一个箱体中布设，然后升高三相标准装置的三相电压。分别利用w相和V相电流对检测的标准电能表U相的220V、5A误差进行测试，经过测试后发现测试结果依然不达标，由此可以看出三相标准源是互相影响的，而且也进一步确定出问题出现在电源部分。

拆下台子上的电压箱体后，检查线路板是否存在问题。在检查U相电压前置放大器线路板时，检查出有一个电容脚存在脱焊的情况。利用万用表进行检测后发现，电容和线路板电已经完全断开。旱牢电容脚后安装好电源箱，然后重新开机进行检测后发现被检测的标准三相电能表误差均保持在设计要求值内。电压前置放大器主要是将选择的电源信道放大至额定的电平，再利用功率放大器放大交流信号，得到需要的不失真的电流和电压，所以在断开将电路和电压前置放大器故障电容断开后，最终得到的交流电压信号为一个失真的信号。工作电压信号在利用功率放大器进行放大后也是失真的，因此造成测试误差变大。

2.3 故障处理措施

在对故障进行检测的过程中，要先对线路板进行检查，重点检查线路板上电子元件是否出现了脱焊、松动和损坏的情况，如此一来就可以避免出现误差，提升工作效率。

3 便携式电能表检定装置的问题与处理

3.1 故障的基本情况

在使用BY2082C1便携式单向电能计量装置来进行检测时，发现在脉冲输出端输出了低频脉冲信号，但是不能将PS42A误差计算器触发。

3.2 故障原因分析

首先，在被测装置的低频率脉冲输出端使用指针式多用表直流10V电压档位进行测量，测量发现指针会进行左右摆动，说明该装置输出有低脉冲，利用示波显示脉冲波形，对波形幅值的具体变化情况进行观测后发现，测量波形幅值變化不大，处于1V左右。而常规误差计算器触发脉冲值处于2.1～4.5V，脉冲信号就无法被误差计算器正常接收。光电耦合器作为影响被测装置脉冲幅值的主要元件。在该装置中使用的光电耦合集成电路型号为4N25。如果灵敏度放大倍数不达标或者灵敏度差会引发该故障。

3.3 处理方法及建议

针对存在的问题，特采取如下处理方式：（1）将计量装置的上盖与标准表的表盖依次打开，将位于脉冲输出端的光电耦合集成电路即4N25有效取出；（2）在脉冲输出相对应的部分换上与之型号相同的集成电路，并借助示波器对集成电路进行测试，经过测试可看出波形的幅值发生了显著的变化，将误差计算器接入系统中，脉冲显示正常，可在CL311三相标准表低频脉冲输入电路中增设一个5V电源与5kΩ电阻值，以增加被校装置所输出的低频脉冲幅值，接着使用示波器有效测量低频脉冲幅值，最终得出幅值增加到2V，观察CL311三相标准表各项参数显示正常。通过对改进前后的电能计量装置进行测试，可知采取CL311三相功能标准表可明显扩大测量范围，不仅提高了测量的精确性，而且也为工作人员现场测试工作带来极大的便捷之处。CL311脉冲输入电路如图1所示：

整个系统中如果某一台装置发生相类似故障，除了与光电耦合器质量不达标有关外，还与其他因素有关，以CL311三相多功能标准表为例加以说明，对一台ST-9020单相电能表进行测试，发现标准表中并没有接收到脉冲显示信息，然而借助PS42A误差计算器进行检测，却显示正常。为了找出故障所在，首先，可借助示波器对北侧装置的低频脉冲输出情况进行准确测量，得出脉冲幅值为2.5V；其次，有效连接被测装置的低频脉冲输出端与标准表的脉冲输入端，发现被测脉冲幅值下降到1V，波形幅值出现了显著的变化。通过对测试数据进行分析可知，造成CL311标准表无法正常工作是由于被测装置的光电耦合器负载力较差所导致的。

4 降低电能计量误差的方法

4.1 改进计量装置

（1）选择高精度、稳定性好的多功能电能表。随着科技发展浪潮的不断推进，电子技术也得到了一定的发展。當前，通过对多功能电子表进行分析，可知其运行趋于稳定状态，而且误差基本处于可控范围内，无较大的浮动。一只多功能电子表具有多种功能，比如电能计量、失压记录、追补电量等，而且多功能电子表的荷载力强，能耗低，在电能计量装置中发挥着巨大的影响力；（2）减小互感器合成误差。在电流、电压互感器的选择中，为了降低合成误差，可选择比差符号相反、大小等同的装置；（3）电压互感器二次导线的选择。结合互感器二次回路的基本情况，二次导线的截面积与导线长度均做出了明确的界定。当负载力一定的情况下，导线长度与给定电缆截面面积一定，二次导线截面积应大于2.5mm2；（4）确保互感器实际二次负荷。电流互感器的二次回路导线截面积应控制在4mm2以上，结合实际情况进行优化选择。导线截面之间不得出现接头，而且导线端子转接处必须预留充足的长度。在正式使用前，工作人员需细致测量互感器的电流、电压值，确保其处于可控范围后，才可投入使用。

4.2 采用正确的计量方式

（1）针对不同性能的电能计量装置，选择合适的接线方式。对接入中性点绝缘系统的电能计量装置而言，一般采取的是三相三线制电能表，两台电流互感器均采取四线连接方式进行二次绕组，而对三相四线制电能计量装置来说，则需要三台电流互感器，采用六线连接方式将电能表与互感器进行有效连接。但不管采取哪种电能计量装置，在使用前均需进行测试，确保误差在可控范围，无不良现象发生时方可正式使用；（2）考虑到计费用高压电能计量装置的特殊性，为了能够及时获取到失压计量信息，可在此装置上安装失压计量器，以此作为追补电量的主要参考；（3）电流互感器的选择也应结合实际情况，恰当选择，针对季节性用电客户可选择二次绕组的多变比电流互感器；（4）通过综合比对分析，在计量装置的选择中，不管是电能表或者是互感器均应根据负荷类别选择合适的准确度等级，并做好相关测试工作，将测试结果进行准确记录。按照实际测试结果，对电能计量装置的各项参数进行调整，尽可能降低误差，确保其安全、稳定运行。

5 结语

综上所述，在电网运行过程中，主网线损主要是通过电能计量装置来进行考核的。所以需要做好电能计量检测工作，保证电能计量专职的准确性，真正做到电能计量的合理性和公平性，为发电方和供电方提供准确的参考数据。

参考文献

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[4] 胡雁辉，冯延东，朱莉.电能表及计量装置常见故障分析与处理[J].电源技术应用，2014，（1）.

作者简介：张义娟（1985-），女，云南大理人，云南电网有限责任公司西双版纳供电局助理工程师，研究方向：电力计量检定、装表接电。

（责任编辑：蒋建华）