YC-1891單相校驗(yàn)裝置故障及檢查方法

廣州供電局有限公司計(jì)量中心 陳 寧

1.前言

近年來(lái)，廣州城區(qū)安裝電能表數(shù)量逐年增加，2007年廣州供電局計(jì)量部檢定電能表達(dá)50萬(wàn)只。面對(duì)電能表安裝數(shù)量在不斷增加，而檢定人員并沒(méi)增加的情況下，為了提高檢定人員的工作效率，保證大量的電能表檢定工作能按期順利完成，現(xiàn)使用的電能表教驗(yàn)裝置都采用了誤差自動(dòng)校驗(yàn)裝置，并能同時(shí)進(jìn)行24～48塊單相電能表的多表位校驗(yàn)，并實(shí)行一控多臺(tái)校驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)全自動(dòng)化。

2.YC-1891單相校驗(yàn)裝置工作原理

YC-1891系列單相電能表多功能校驗(yàn)裝置采用標(biāo)準(zhǔn)電能表法直接比較原理檢定電能表。校驗(yàn)裝置參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11150-2001《電能表檢驗(yàn)裝置》、計(jì)量檢定規(guī)程JJG596—1999《電子式電能表》、JJG307-1988《交流電能表》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 614-1997《多功能電能表》等的要求設(shè)計(jì)和制造。

校驗(yàn)裝置由一體化的數(shù)字合成正弦信號(hào)源、高穩(wěn)定度的程控功率源、過(guò)載自動(dòng)保護(hù)電路以及電流、電壓輸出變換電路，工作電源電路和標(biāo)準(zhǔn)電能表、分布式誤差計(jì)算器等標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器組成。

校驗(yàn)裝置采用了先進(jìn)的數(shù)字合成信號(hào)技術(shù)。以功能強(qiáng)大的可編程數(shù)字邏輯陣列芯片為核心組成數(shù)字合成正弦信號(hào)源，預(yù)置45.000Hz-65.000Hz頻率范圍、0-360°度相位的正弦信號(hào)的設(shè)定點(diǎn)。正弦信號(hào)的數(shù)字量參數(shù)存放于特定的存儲(chǔ)器內(nèi)，由一個(gè)3600倍頻的時(shí)鐘為周期尋址信號(hào)，取出數(shù)字量的正弦信號(hào)參數(shù)，由兩路數(shù)/模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，得到電壓和電流近似正弦信號(hào)，再經(jīng)過(guò)有源低通濾波，成為失真度小于0.2%的電壓和電流正弦信號(hào)。數(shù)字合成正弦信號(hào)源輸出的電壓電流信號(hào)的相別、幅值、相位、頻率，均軟件可控。由PC機(jī)控制實(shí)現(xiàn)電能表校驗(yàn)所需的負(fù)載點(diǎn)要求。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的高穩(wěn)定度直流參考基準(zhǔn)保證了正弦信號(hào)幅值的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

圖1 裝置電路原理框圖

數(shù)字合成正弦信號(hào)源產(chǎn)生的電壓和電流標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，分別通過(guò)各自的反饋補(bǔ)償調(diào)整電路送到電壓功放和電流功放進(jìn)行功率放大。正弦電壓信號(hào)經(jīng)電壓輸出變壓器升壓后送到被校表和標(biāo)準(zhǔn)電能表。正弦電流信號(hào)通過(guò)升流變壓器升流后由裝置的電流輸出端子輸出，串接各被校表電流線圈后回到升流器。輸出電壓、電流信號(hào)經(jīng)電流、電壓反饋采樣互感器采樣，反饋回功放前級(jí)的反饋補(bǔ)償調(diào)整電路。裝置的監(jiān)視表（或標(biāo)準(zhǔn)表）提供輸出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。校驗(yàn)裝置的軟硬件設(shè)計(jì)，使輸出電壓、電流、相位、頻率均具有滿意的設(shè)置精度和調(diào)節(jié)細(xì)度，并保證了裝置具有較高的輸出穩(wěn)定度和較低的失真度。

YC-1891單相電能表多功能校驗(yàn)裝置采用“高頻脈沖數(shù)預(yù)置法”計(jì)算被校表的相對(duì)誤差γ(%)。標(biāo)準(zhǔn)電能表的高頻脈沖信號(hào)送入誤差計(jì)，當(dāng)被校表轉(zhuǎn)完一定轉(zhuǎn)數(shù)（或脈沖數(shù)）時(shí)，誤差計(jì)讀出累計(jì)的高頻脈沖數(shù)作為實(shí)測(cè)高頻脈沖數(shù)m，再與預(yù)置（算定）的高頻脈沖數(shù)m0相比較。按公式1計(jì)算被校表的相對(duì)誤差γ(%)：

式中：γ0——標(biāo)準(zhǔn)表或校驗(yàn)裝置的已定系統(tǒng)誤差（%），不需更正時(shí)γ0= 0 ；

m——實(shí)測(cè)高頻脈沖數(shù)；

m0——預(yù)置（算定）的高頻脈沖數(shù)，即“標(biāo)準(zhǔn)預(yù)置數(shù)”。標(biāo)準(zhǔn)預(yù)置數(shù)按公式2計(jì)算：

式中：CHO：標(biāo)準(zhǔn)表的高頻脈沖常數(shù)(PH/kW·h)；

N：被校表的低頻脈沖數(shù)，即“校驗(yàn)圈數(shù)”；

F：被校表低頻脈沖分頻系數(shù)；

a：被校表額定電流；

a’：實(shí)際電流檔位；

CL：被校表的低頻脈沖常數(shù)(PL/kW·h)；

KI：電流互感器變比，對(duì)寬量限標(biāo)準(zhǔn)表KI=1；

KU：電壓互感器變比，對(duì)寬量限標(biāo)準(zhǔn)表Ku=1；

JN：接線系數(shù)，對(duì)三相四線有功表JN=1。

裝置電路原理見圖1。

3.校驗(yàn)裝置的操作步驟

3.1 使用前的檢查

首先檢查被校表的螺絲全部打緊，并選擇對(duì)應(yīng)的電流接線柱，從而保證通過(guò)最大電流的校驗(yàn)。將被校表放置在第1表位，移動(dòng)電流接線柱及將壓表塊對(duì)準(zhǔn)刻度調(diào)整到掛表最佳位置并固定，要保證掛表的平面性和垂直性。然后依此將各表位接線柱和壓表塊調(diào)整且定位。掛滿后被校表逐一擰擺，保證每表位接觸性良好。校驗(yàn)電子表時(shí)要求連接好各表的脈沖線和485線，逐一檢查連接且保證正確。

校驗(yàn)裝置通電后檢查監(jiān)視表及標(biāo)準(zhǔn)電能表的顯示是否零狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)電能表的電流接線端不能有松動(dòng)現(xiàn)象，以防標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次開路。先升100%電壓、后升100%電流進(jìn)行色標(biāo)或脈沖調(diào)整。

做好以上檢查工作后，將裝置連接方式從手動(dòng)調(diào)整為微機(jī)方式，在電能表校驗(yàn)管理軟件中選擇被校表對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)方案即可進(jìn)入自動(dòng)校驗(yàn)過(guò)程。

3.2 校驗(yàn)過(guò)程的注意事項(xiàng)

校驗(yàn)裝置正常輸出時(shí)，電壓端子不得短路，電流端子不得開路。如發(fā)生電壓端子短路或電流端子開路的情況，一般不會(huì)對(duì)裝置造成損壞，裝置完善的保護(hù)電路將起作用。但電流正常輸出時(shí)突然開路，可能產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，會(huì)危及操作者。若保護(hù)電路出現(xiàn)故障，不能夠起到保護(hù)作用時(shí)，裝置的升流器會(huì)因輸出開路而很快發(fā)熱燒毀。因此，使用中應(yīng)當(dāng)盡量避免這種情況發(fā)生。

由于被校表種類繁多，接線孔的大小形狀不一，如果不擰緊表上的壓緊螺釘，可能會(huì)出現(xiàn)接觸不良，電流回路接觸電阻過(guò)大，致使裝置的電流輸出升不到100%滿量限值，甚至出現(xiàn)電流回路開路現(xiàn)象。特別是大電流輸出時(shí)，電流接表棒會(huì)很快發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)燒毀被校表。

裝置上配置的標(biāo)準(zhǔn)電能表在工作時(shí)，一定要開機(jī)通電后才能輸入信號(hào)，如果在未通電工作時(shí)輸入信號(hào)，可能會(huì)損壞標(biāo)準(zhǔn)表。

4.故障分析

4.1 開機(jī)報(bào)警

原因分析及檢查方法：故障發(fā)生在電源回路，檢查電源整流板、功放回路是否有短路；故障發(fā)生在電壓功放和電流功放回路，檢查電壓功放輸出是否嚴(yán)重自激和電流功放輸出是否嚴(yán)重自激。

4.2 升不到電壓或帶不起負(fù)載

原因分析及檢查方法：故障是被校表壓接時(shí)接觸不良或某一個(gè)表位有開路現(xiàn)象，檢查被校表電流接線是否良好，電子表是否容性負(fù)載過(guò)重，調(diào)整裝置電壓容性反饋補(bǔ)償，特別是帶自動(dòng)短接裝置。故障發(fā)生在升壓器和升流器，檢查升壓器輸出壓降，是否超出最大輸出，是否負(fù)載過(guò)重；檢查升流器輸出壓降，是否超出最大輸出，是否負(fù)載過(guò)重，特別是壓接式掛表裝置。

4.3 升電壓報(bào)警

原因分析及檢查方法：故障是被校表的電壓線圈短路，檢查被校表電壓線圈是否有短路現(xiàn)象。故障發(fā)生在電壓輸出和電壓功放輸出，檢查裝置的電壓輸出回路是否短路；功放管是否損壞；功放電路是否有較大直流輸出或自激；故障發(fā)生在采樣PC、升壓器和標(biāo)準(zhǔn)表，檢查采樣PT的1V是否正確；標(biāo)準(zhǔn)表采樣PT是否有短路；升壓器一次回路是否有短路。

4.4 升電流報(bào)警

原因分析及檢查方法：故障是被校表的電流線圈開路，檢查被校表電流線圈是否有開路現(xiàn)象；故障發(fā)生在電流輸出和電流功放輸出，檢查裝置的電流輸出回路是否開路，功放電路是否有較大直流輸出或自激，功放的推動(dòng)管、功率管是否損壞。故障發(fā)生在采樣CT、升流器故障，檢查采樣CT的1V是否正確；升流器一次各繞組是否有短路。

4.5 誤差偏大或誤差不穩(wěn)定

原因分析及檢查方法：故障是光電采樣器，檢查對(duì)光是否良好，設(shè)置為每一圈采一次樣，觀察是否正常采樣；故障發(fā)生在誤差計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)表，檢查誤差計(jì)校驗(yàn)參數(shù)設(shè)置是否正確，標(biāo)準(zhǔn)預(yù)置數(shù)是否正確；脈沖輸入是否正常。標(biāo)準(zhǔn)表是否超差，接線是否正確，高頻脈沖輸出接線是否良好；故障發(fā)生在自動(dòng)色標(biāo)繼電器，檢查自動(dòng)色標(biāo)繼電器是否誤動(dòng)作或未脫開，造成分流，檢查計(jì)算機(jī)IC片程序。故障發(fā)生在電壓互感器，檢查電壓互感器各電壓端是否接錯(cuò)線或有松動(dòng)。

4.6 無(wú)誤差顯示

原因分析及檢查方法：故障發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)表脈沖，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)脈沖時(shí)誤差顯示為“------”拔掉標(biāo)準(zhǔn)表脈沖插頭檢查有無(wú)脈沖輸出；檢查通信板及表架脈沖通道。故障發(fā)生在被校表脈沖，檢查多路脈沖轉(zhuǎn)換器，插座是否接觸不良，插座腳是否虛焊，脈沖盒上的工作燈亮否。故障發(fā)生在誤差計(jì)主板，檢查誤差計(jì)主板有無(wú)器件損壞，部分誤差顯示沒(méi)有時(shí)才有可能誤差計(jì)主板壞。

5.結(jié)束語(yǔ)

以上僅是對(duì)單相校驗(yàn)裝置在校驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析和檢查處理，不夠全面。因此在日常校驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意裝置的清潔，擦拭裝置時(shí)要在斷電并拔下電源插頭時(shí)進(jìn)行。工作時(shí)應(yīng)注意不要有細(xì)銅絲或其他導(dǎo)電體從臺(tái)面板的縫隙中掉入裝置內(nèi)，以免引起電路短路而損壞裝置。使用中發(fā)現(xiàn)裝置電壓、電流輸出不正常，應(yīng)立即將輸出降為零，或關(guān)機(jī)檢查和排除產(chǎn)生故障的原因。定期對(duì)裝置進(jìn)行維護(hù)和巡檢，杜絕故障發(fā)生，對(duì)裝置的正常運(yùn)行有著重要的作用。

[1]廣州市格寧電氣有限公司.YC-1891系列單相電能表多功能校驗(yàn)裝置使用手冊(cè)[S].