探讨变电站电能计量装置故障的排查方法
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摘要：一旦变电站的电能计量装置出现故障，怎样才能在如此多的电能计量装置中快速准确的定位到发生故障电能计量装置，这个问题一直困扰着计量人员。同时，相较之于用户处发生电能计量装置故障类型，变电站电能计量装置故障类型通常都更为迷惑、更为复杂。本文从故障处入手，详细探讨了排查方法，以期能为所需者提供借鉴。
中图分类号：TM933.4文献标识码： A 文章编号：
变电站往往会有为数不少的主变、进出线、电容器等计量电能装置，一旦其中某电能计量装置出现故障，如果不能在第一时间做出准确定位，逐一排查既费时间又费精力。同时，变电站所使用的各种设备在通常情况下是不能随意停电检查的，这就要求我们的计量人员有较高的带负荷判断故障的水平能力。
一、快速定位故障点
怀疑某变电站有计量故障的存在，工作人员手拿变电站电能量平衡报表，根据这一线索进行排查。本文以-35kV变电站为例作了分析，这个变电站的主接图如图1所示，某月电能量平衡报表如表 1所示 。
表1
从表1 可以看出 10kV 母线电能及全站不平衡率超标，这样我们就可以排除35kV进线及主变电能计量装置故障，则故障电能计量装置只能在10kV 线路出线中。进一步结合变电站运行，该站本月分段911 开关一直断开，此时分别计算10kV 1M 和2M 的电能不平衡率，得到10kV1M 电能不平衡率合格，而10kV 2M 电能不平衡率严重超标。这样，我们就可以判定故障电能计量装置在10kV 2M 所带两条出线中。为缩小排查，可查阅往月该站电能量平衡报表，对比相关线路电量波动、该站是否有新投运线路等情况，进一步缩小范围。
二、变电站中电能计量装置故障的确定
由于变电站内设备不能随意停用，因此时常要在带负荷情况下判断计量装置故障，本文重点讨论电能计量装置三相三线的接线故障。在不确定线路负荷功率因数的情况下，如何确定电能计量装置的接线故障。
1、排除法
因为变电站电压计量回路一、二次均设有熔断器，因此首先对电能计量装置电压回路进行测量，判断电压是否有异常。其次在明确了用电负荷为感性或容性负荷的条件下，对于用电设备，可知功率因数角只能在 0～90°或-90°-0 之间。这时通过相量图（如图2）来判断电压、电流的对应关系。不难知道，只有当前功率因数角在30°-60°或-60-（-30°）之间，这种对应关系才有唯一性，因此该方法只有当前功率因数角在某一范围内才适用 。
2、对比法
可以根据一些参照量，如线路对侧电能计量装置、功率表、主变侧电能计量装置来判断电能计量装置接线的正确性。其次变电站中每条线路或主变二次回路均对应着一套计量回路和保护回路，因此可以参照这两条回路相量图来判断，该方法关键是找到正确的参照量。
三、变电站中电能计量装置接线故障类型
变电站中发生电能计量装置故障的类型与在用户处发生电能计量装置接线故障的类型相比，种类更多、更复杂、更具迷惑性，对于常见的接线故障，很多书及资料已阐明清楚了，本文不再列出，仅针对变电站的三种错误接线进行分析。
1、电流互感器一次接线故障
图3为110kV 电流互感器一次接线图，为确保电流互感器金属膨胀器与一次电压等电位，引入一根二次导线从互感器一次进线 p1 桩头连接至金属膨胀器外壳，图中看出p1接线桩头通过瓷瓶与金属膨胀器产生电气隔离，互感器一次出线p2桩头与金属膨胀器直接连接。接入二次导线后，造成导线对互感器一次线圈分流，互感器就不能正确计量。这一接线故障有很强迷惑性，如果不清楚电流互感结构，故障就很难查明，同时，发生该故障，所涉及所有二次电流回路均不正确，这也为查找故障增添了不小难度。
2、电能表的接线故障
变电站中有大用户和大关口，因此，其使用较高配置的电能表，如使用进口红相电能表，其有一特点：按需求通过改变电压接线来满足三相三线制和三相四线制电能计量，结构如图4和图5。但现场施工中，工作人员接三相三线计量时常忘记将电能表电压 V 相与N 相短接，造成计量故障。此故障易发现，但如果对此类电能表结构不清楚，退补电量计算时就肯恩会出现错误。此种错误接线下，电能表一元件所接入电压应为 U 相相电压，而非 UV 线电压，同样的，电能表三元件所接入电压应为V 相相电压，而非WV 线电压。
3、误接二次电压
变电站有不同等级线路、母线，如图1 所示，该变电站有10kV 及35kV 两个电压等级，同时，其主变压器则使用了Y /-11 联结组别，如果误将10kV 系统三相三线电能表二次电压引入 35kV 系统二次电压，也会造成电能错误计量，此时电表所计功率：P=Uuv ×Iu×cos φ+Uwv ×Iv ×cos(60°- φ)，更正系数：
四、结论
介于变电站电能计量装置故障的复杂性，需要我们的电能现场计量人员对互感器、电能表结构及系统运行有深入了解，只有这样才可以真正做到工作的游刃有余，大幅度提升工作效率。
参考文献：
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