電能計量設備故障在線診斷技術分析

趙瀟逸

【摘?要】電力計量裝置的實際工作質量將直接影響電力計量系統運行的整體穩定性，所以需對其出現的故障進行細致的分析，并實施檢測技術保證它能正常工作。在此之上，本文簡要分析了電力計量裝置發生的主要故障及實施檢測技術的作用，并通過嚴格檢測電能計量設備質量、注重電路維護與人員管理、改善電力計量裝置檢測方法等要點，進一步突顯電力計量裝置的實用價值，促進電力企業長遠發展。

【關鍵詞】電能計量;設備故障;在線診斷技術

前言

隨著產業改革的不斷發展，人們的電力需求量日益增加，這也對電力計量裝置提出了更高的要求。所以，電力企業應當結合實際情況對電力計算裝置發生的故障進行明確的分析，并應用相應的檢測技術，以此保證電力計算裝置在電力計量系統的運行過程中發揮出真正的作用，提高其檢測技術的可行性。只有這樣才能為電力企業的興旺發展提供重要保障。

1電力計量裝置實施檢測技術的作用

電力計量裝置實際上指的是對電能使用情況加以記錄的電能設備如電能表、電壓表等。而在電力供應期間對電力計量裝置實施檢測技術可以有效保證電力計量系統的穩定運行。從某種程度上而言，在當今電力需求量日益增大的情況下，提高電力計量裝置檢測力度可提高電力用戶滿意度，同時也能為電力企業的節能降耗起到促進作用，從而幫助電力企業節約成本，增加經濟效益。

2電力計量裝置發生的主要故障

2.1電壓表出現短路或失壓

常見的電力計量裝置故障主要包括電壓表的短路與失壓現象。電流線圈是電壓表中重要的零部件，在實際工作中，若長期處于高負荷狀態下很容易導致電壓表發生短路，從而影響電壓數值的準確性。另外，若電壓表在生產過程中存在質量問題導致后期運行期間發生接觸不良，這樣也會造成電力計量裝置發生故障。所以，相關人員應當注重電壓表質量檢測工作，并對電力計量裝置的各種零部件進行適當的檢測，以此保證數據記錄的可信度。

2.2電路負載過高或電阻過大

在電力用戶用電過程中，若電路負載過高，將極易引發電力計量裝置出現燒損現象，特別是三相交流10kV電力計量系統中，經常由于三相負荷無法保持平衡，導致電力計量裝置出現故障。另外，電路中使用的電線一般具有一定的周期年限，若長時間不更換將發生老化現象，甚至會出現電阻過大等情況，從而促使電力計量裝置產生較為嚴重的故障后果，影響電力計量系統的正常運行。

2.3供電系統不穩或部件損壞

供電系統若在運行期間出現不穩定狀況，這也會對電力計量裝置的正常運作帶來較大影響，從而降低電力設備的工作效率。縱觀往年故障發生原因，其中因人為操作不當引發線路故障的事件也屢見不鮮，進而導致電力計量裝置出現無法正常運行的情況，破壞整體運行效果。同時，由于電力計量裝置中涉及到的零部件較多，所以一旦損壞對于維修人員而言維修難度較大。所以，在此基礎上，相關人員在安裝零部件時應當嚴格檢測它的質量及工作性能，以免為后期運行時出現的數據不準等故障帶來不必要的麻煩。

3故障模型的設計與硬件創建以及故障檢測算法的引入計算

3.1故障檢測系統模型設計

在提出的設計中，考慮到供電系統電能計量設備故障監測系統是基于電能優化技術，通過對電能計量設備診斷逆向計算的方法來實現對電能計量設備故障的準確檢測。在故障發生的情況下，都會通過關聯的保護與斷路器操作致使計量電路失常，然后對故障區域時間點前后電子器件狀態進行比對，并反饋至故障檢測網絡，在反饋的故障檢測網絡中必然包含故障點的電子器件。

3.2動態數字濾波單元硬件創建

完成故障檢測模型的設計計算后，可以發現故障相關量值在通過故障濾波器時沖激響應表現有限，無法對故障波進行線性相位的計算。考慮到故障波沖激響應波具有有限性的特點，因此可通過引入動態濾波器的方式，將故障波在檢測信號中穩定的分離出來，從而實現對故障波線性相位的支持。同時，為了更好地兼容后續的故障監測算法，添加創建的濾波器采用動態數字濾波單元來實現對算法的兼容。動態數字濾波單元硬件的濾波原理如下：在故障信號內主要包含常規頻率60Hz頻率、2kHz檢測頻率與微弱干擾頻率，由動態數字濾波單元硬件釋放一組窄波，對故障信號波頻進行沖擊，使故障信號從檢測信號中分離，同時對其以外波頻進行衰減處理，衰減值設定為90dB，實現對線性相位的支持。

3.3故障風驅算法引入計算

完成上訴操作后，故障檢測系統的硬件部分已完成，同時實現了故障信號的分離。接著，設計引入故障風驅算法，對分離出來的故障信號位置進行鎖定計算。故障風驅算法是對故障信號的二進制進行優化計算，通過二級制粒子群計算方式，將故障信號質點的位置坐標值轉換為對故障時間點坐標映射值的歸一化處理，并與動態量tsif∈[0，1]進行比較得到最終結果。

4仿真實驗分析

對設計的供電系統電能計量設備故障檢測系統的電能計量設備故障檢測性能進行實驗測試。測試采用仿真實驗方式，通過測試主機向傳統電能計量設備故障檢測系統與提出設計的大型織布機供電系統電能計量設備故障檢測系統發送模擬故障數據，并對兩系統的故障檢出率與準確率進行統計，數據進行對比分析，在傳統故障檢測系統檢出率測試中，數據所表現出來的數值均未達到95%以上，證明傳統故障檢測系統的檢出率不能滿足日常使用要求，導致故障檢測準確率也未能達標;相比較，提出的故障檢測系統的故障檢出率與準確率均達到100%。由此可證明，提出的供電系統電能計量設備故障檢測系統設計具有可行性高與故障檢測準確性高的特點。

結束語

綜上所述，針對傳統電能計量設備故障檢測系統存在的不足，提出了供電系統電能計量設備故障檢測系統的設計，建立系統模型、創建故障信號濾波單元與故障監測算法，并通過仿真對比實驗，為供電系統電能計量設備故障檢測系統日后發展提供了新的設計方案。

參考文獻：

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[2]宇文肖娣.電力用戶用電信息采集系統的研究與應用[D].保定：華北電力大學碩士學位論文，2011.

（作者單位：國網蒙東供電服務監管與支持中心）