淺析電能表在變電站應用中可能出現的故障

葉少娟

（廣東電網公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

1 發現故障

2012年04月20日09時00分，220kV步田變電站值班員按照正常的設備巡視流程，對繼保室內設備進行巡視，檢查后臺監控機中沒有異常信號后，當巡視到15P 220kV線路電度表屏時，發現220kV橫下甲線電能表故障燈亮。

2 故障分析

接到變電站值班長的通知后，迅速到現場了解情況，并對故障進行技術分析。總結有四個可能會導致電能表故障燈亮。

2.1 電壓回路故障

故障發生時，220kV橫下甲線連接于220kV 1M母線運行。圖1是220kV 1M母線221PT二次電壓回路圖，當220kV橫下甲線連接于220kV 1M母線運行時，即220kV 1M母線電壓互感器221PT刀閘在合上位置，重動繼電器2GWJ的輔助接點2GWJ合上。計量用繞組的電壓分別通過計量用二次繞組（2YHa、2YHb、2YHc）——PT計量二次保險（01RD、02RD、03RD）——重動繼電器輔助接點2GWJ——計量用電壓小母線（1YMa'I、1YMb'I、1YMc'I）回路到達PT電壓并列屏的相應電壓小母線，再由小母線向電能表供電；如果220kV 1M母線電壓互感器221PT的計量用電壓回路出現故障，會使電能表出現失壓的現象，常見計量用電壓回路出現的故障有：計量用二次繞組 PT（2YHa、2YHb、2YHc）故障，計量二次保險（01RD、02RD、03RD）熔斷，重動繼電器2GWJ故障。

圖1 220kV 1M母線221PT二次電壓回路圖

如果220kV 1M母線電壓互感器221PT二次電壓回路正常，計量用電壓小母線（1YMa'I、1YMb'I、1YMc'I）的電壓能正確反映出220kV橫步甲線的一次電壓，這時，通過220kV橫步甲線1M母線側刀閘的輔助接點1QS，使電能表電壓選擇繼電器1KM勵磁，合上1KM輔助接點，即計量用電壓小母線（1YMa'I、1YMb'I、1YMc'I）--1KM 輔 助 接點--DB的三相電壓接點回路接通，此時，電能表DB選擇到來自220kV 1M母線電壓互感器221PT的二次計量電壓。如果回路中的接點有問題，電能表就會出現失壓的故障，常見的回路故障有；電能表電壓選擇繼電器1KM直流回路故障，使繼電器1KM無法勵磁，從而使DB失壓。

圖2 計量二次電壓切換原理圖

2.1 電流回路故障

線路電流互感器的計量專用繞組，通過線路開關的端子箱直接到電度表屏的端子排，利用專線的好處是為了防止CT短路、開路的情況，然而，在端子排的接線處仍有可能出現CT短路、開路的情況。電流回路短路會使電能表計量的電量減少；雖然二次電流回路開路的情況不常發生，但一旦發生，會產生很大的危害，如果電流互感器二次側出現開路運行，二次線圈將會感應出很高的電壓，嚴重威脅著設備安全及值守人員的人身安全，二次線圈電流等于零，會影響儀表正常指示及計量儀表的正常計量工作。

2.2 錯誤接線

220kV橫下甲線電能表是取用三相四線電能表，對于三相四線電能表的接線并不復雜，但在實際接線中由于接線端子較多，也是會出現接線錯誤的現象。常見的錯誤接線有：電流接線反接、電流接線相位錯誤、電壓接線相位錯誤、電流和電壓相位、相別不對應。當電能表發生錯誤接線時會影響電能表的正確計量。

2.3 電能表本身質量問題

電能表本體的元件出現故障時，電能表故障燈也會亮。

3 故障處理

3.1 故障調查處理

經過有關電能表可能出現的故障原因的技術分析，針對各原因進行排查。選擇相應量程的相位伏安表對進入220kV橫步甲線電能表的三相電流回路進線進行測量，檢測三相均有電流，且三相的電流值相差不大。同時220kV橫步甲線電流互感器沒有出現CT開路的異響和異常情況，所以電流回路不存在故障。

繼續針對電壓回路可能出現的問題，對電壓回路進行檢查，利用萬用表，選擇相應量程的交流檔位對入220kV橫步甲線電能表的三相電壓回路進線分別測量各相的對地電壓。分別為A相57.6V、B相57.7V、C相0V，即說明電能表電壓回路C相進線失壓；

利用萬用表，在PT電壓并列屏檢查計量用電壓小母線（1YMa'I、1YMb'I、1YMc'I）對地電壓分別為 A相 57.6V、B相 57.7V、C相57.8V，即說明220kV 1M母線221PT二次電壓至小母線的回路中沒有斷線故障。故障可能出現在計量二次電壓切換回路中，經檢查電能表電壓選擇繼電器1KM已勵磁，所以電能表A、B、C相電壓應正常，利用萬用表，測量電能表電壓選擇繼電器1KM的輔助觸點的C相，測得靠電能表側為0V，靠PT側電壓為57.6V，即可判斷出由于電能表電壓選擇繼電器1KM的故障，使C相觸點接點無法連接電能表與PT的電壓回路，使電能表C相失壓。

經更換電能表電壓選擇繼電器1KM后，再次測量220kV橫步甲線電能表的三相電壓回路進線各相的對地電壓。分別為A相57.6V、B相 57.7V、C相 57.7V，220kV 橫步甲線電能表報警消失，進入電能表各界面進行檢查均正常，并測量電能表各相電壓、電流的相位關系與當前的負荷性質相結合，確定沒有出現錯誤接線的問題，即電能表能進行正確計量工作。

結語

通過以上的分析，變電站電能表故障可分為三類：電壓回路故障、電流回路故障、錯誤接線及電能表本體故障；對于電能表的故障，運用萬用表、相位伏安表結合電能表所提供的信息，通過測量電流、電壓及其相互間的相位進行分析，就能判斷出電能表的故障類別，從而進行相應的處理。

電能表的正確計量是關系到供電企業的經濟利益。隨著電網的不斷發展，電能表的作用日益重要，所以希望變電站值班員在以后巡視，加強對電能表的巡視，及時發現故障、及時匯報故障現象，這樣就可以減少因電能表故障收起的電量損失。

[1]陳向群等.電能計量技能考核培訓教材，中國電力出版社.2003.

[2]張全元等.變電運行現場技術問答，2009.

[3]蘇玉林，劉志民，熊森等.怎樣看電氣二次回路圖，2004.

[4]張忠東等.廣東電網公司電能計量裝置典型設計，中國電力出版社.2011.