電力計(jì)量裝置異常原因與監(jiān)測(cè)方法分析

摘" 要：在電網(wǎng)運(yùn)行管理中，電力計(jì)量裝置有著至關(guān)重要的作用，其不僅能夠?qū)﹄娏?yīng)用情況進(jìn)行有效的反映，同時(shí)還能為各方主體利益的保障提供有力支持。但想要將其綜合作用充分發(fā)揮出來(lái)，除了要明確電力計(jì)量裝置的異常原因以外，還需要對(duì)各種異常監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行合理的應(yīng)用，如此才能降低異常情況對(duì)于電力計(jì)量裝置正常運(yùn)行的影響，進(jìn)而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力計(jì)量裝置 "異常原因 "異常監(jiān)測(cè)方法" 異常防控

中圖分類號(hào)：TM933.4

Exploring and Analyzing the Causes and Monitoring Methods of Abnormal Power Metering Devices

CHEN Yuanyuan

State Grid He’nan Electric Power Company Puyang Power Supply Company， Puyang， He’nan Province， 457000 China

Abstract： In the operation and management of power grid， power metering device plays a vital role， which can not only effectively reflect the application of power， but also provide strong support for the protection of the interests of all parties. However， in order to give full play to its comprehensive role， in addition to clarifying the abnormal reasons of the power metering device， it is also necessary to reasonably apply various abnormal monitoring methods，. so as to reduceOnly in this way can the impact of the abnormal situation on the normal operation of the power metering device be reduced， so as toand ensure the safe and stable operation of the power grid.

Key Wwords： Electric Power metering device; Abnormal causereasons; Abnormalnomaly monitoring method; Abnormal prevention and control

眾所周知，電力計(jì)量裝置是電網(wǎng)運(yùn)行管理的重要組成部分，其運(yùn)行質(zhì)量會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行管理質(zhì)量造成直接的影響，但由于電網(wǎng)當(dāng)中電力計(jì)量裝置相對(duì)較多，分布較廣，在具體應(yīng)用的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到諸多因素的影響而出現(xiàn)異常情況，而針對(duì)其異常產(chǎn)生原因以及具體的異常監(jiān)測(cè)方法加強(qiáng)分析與應(yīng)用，能夠有效降低相關(guān)因素的影響，實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量裝置運(yùn)行質(zhì)量的全面提升。所以，針對(duì)相關(guān)內(nèi)容加強(qiáng)研究有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 "電力計(jì)量裝置出現(xiàn)異常的主要原因

1.1" 裝置自身存在問(wèn)題

1.1.1" 裝置故障原因

[A3]"[A4]"""" 電力計(jì)量裝置經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，其精密程度日漸提升，其中涉及多的元器件，而一旦這些元器件出現(xiàn)故障問(wèn)題，就可能會(huì)導(dǎo)致裝置的異常。例如：部分裝置中應(yīng)用了質(zhì)量不合格的元器件，這些元器件難以滿足裝置實(shí)際的使用需求，存在較高的故障風(fēng)險(xiǎn)。又如：部分電力計(jì)量裝置的運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，元器件在這種環(huán)境下運(yùn)行更容易產(chǎn)生故障問(wèn)題。目前，較為常見(jiàn)的故障問(wèn)題包括電流互感器故障、計(jì)量柜故障等。

1.1.2" 設(shè)計(jì)原因

[A5]"[A6]"""" 一些電力計(jì)量裝置在設(shè)計(jì)方面存在不完善的問(wèn)題，造成了使用缺陷，例如：力計(jì)量裝置當(dāng)中涉及多個(gè)元器件組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容，如果對(duì)于組合元器件的選擇缺乏合理性，導(dǎo)致其與其他元器件難以正常匹配，就可能會(huì)產(chǎn)生裝置異常現(xiàn)象，影響裝置的準(zhǔn)確性，甚至是正常使用。除此之外，在設(shè)計(jì)電力計(jì)量裝置的過(guò)程中，若未能對(duì)其運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行充分的考慮，導(dǎo)致元器件材質(zhì)選擇不當(dāng)，就可能會(huì)在環(huán)境溫度出現(xiàn)較大變化時(shí)，相關(guān)元器件特性也隨之發(fā)生改變，致使裝置產(chǎn)生較大的誤差。

1.1.3" 誤差原因

[A7]"[A8]"""" 理論上來(lái)講，任何測(cè)量裝置都是存在誤差的。根據(jù)性質(zhì)不同，具體可以將這些誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差，其中，粗大誤差是指明顯失真的測(cè)量結(jié)果，這種誤差即可被定義為裝置異常。這種誤差的產(chǎn)生原因有以下幾種[A9]"。第一，裝置應(yīng)用以前未能對(duì)校準(zhǔn)工作進(jìn)行有效的落實(shí)，導(dǎo)致超差產(chǎn)品被應(yīng)用在實(shí)踐當(dāng)中；第二，運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，降低了測(cè)量的準(zhǔn)確性；第三，相關(guān)工作人員對(duì)于裝置性能缺乏了解或工作實(shí)踐當(dāng)中因疏忽大意而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤讀取、記錄、計(jì)算，又或者因?yàn)橄嚓P(guān)操作失誤造成裝置運(yùn)行異常。

1.2" 電力系統(tǒng)干擾

現(xiàn)代電力系統(tǒng)本身有著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和復(fù)雜性，任何異常問(wèn)題的出現(xiàn)，都可能會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備造成干擾，而這也是電力計(jì)量裝置出現(xiàn)異常問(wèn)題的主要原因之一。目前，較為常見(jiàn)的電力系統(tǒng)干擾原因就是諧波問(wèn)題。在物理學(xué)科當(dāng)中，諧波是電流中的某種電量反應(yīng)，相比基波，其頻率要高出幾倍之多，而一旦電力計(jì)量裝置受到諧波的影響，就會(huì)造成一系列的問(wèn)題，例如：[A10]"導(dǎo)致分布式電源被引入，電力負(fù)荷呈現(xiàn)出非線性特征，從而影響到各項(xiàng)電力設(shè)施的正常運(yùn)行。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，諧波的產(chǎn)生源頭相對(duì)較多，其不僅會(huì)導(dǎo)致輸電損失被加劇，同時(shí)會(huì)使相關(guān)電力設(shè)備出現(xiàn)溫度不斷提升，甚至是燒毀的情況。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，相應(yīng)的電流及電壓參數(shù)都會(huì)隨之改變，進(jìn)而造成計(jì)量裝置異常。

1.3 人為因素

這里的人為因素影響，主要是指相關(guān)人員的不法行為，實(shí)際當(dāng)中，部分人員為了降低用電繳費(fèi)，可能會(huì)非法改動(dòng)計(jì)量裝置，非法調(diào)整零火線、斷開(kāi)裝置連片，又或者是擅自接電、直接繞過(guò)計(jì)量裝置等，這會(huì)導(dǎo)致裝置無(wú)法對(duì)實(shí)際用電情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量，出現(xiàn)運(yùn)行緩慢或者是不計(jì)量的情況，從而對(duì)其他用戶或電力企業(yè)利益造成損害。

2 "電力加量裝置異常的監(jiān)測(cè)方法

2.1" 開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)法

在電力計(jì)量裝置管理中，開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)是一種常用的異常監(jiān)測(cè)方法，其能夠通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的監(jiān)測(cè)判斷計(jì)量裝置是否出現(xiàn)異常問(wèn)題。一般在裝置出現(xiàn)異常情況時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信號(hào)產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算，就能夠?qū)ρb置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。借助電力開(kāi)關(guān)可以針對(duì)開(kāi)關(guān)動(dòng)作造成的異常情況展開(kāi)監(jiān)測(cè)，并在確認(rèn)異常以后進(jìn)行告警信息的發(fā)送，使相關(guān)人員能夠及時(shí)獲取異常信息，提高其檢修維護(hù)操作的及時(shí)性和有效性^[1]。

2.2" 電壓監(jiān)測(cè)法

正常情況下，在電路回路不同的情況下，其中的電壓也是不盡相同的，而針對(duì)電路回路當(dāng)中的這種不平衡電壓進(jìn)行檢測(cè)，就能夠?qū)崿F(xiàn)電力計(jì)量裝置運(yùn)行情況的有效判斷。與此同時(shí)，結(jié)合斷路器位置以及相電壓變化趨勢(shì)也能落實(shí)相應(yīng)的異常監(jiān)測(cè)工作。例如[A11]"：在數(shù)據(jù)檢測(cè)過(guò)程中，如果有三相不平衡電壓或者是相電壓突變存在，且在一段時(shí)間當(dāng)中未能有效恢復(fù)，就說(shuō)明計(jì)量裝置發(fā)生了異常情況。

電壓互感器對(duì)于電力計(jì)量裝置的異常情況有著較強(qiáng)的敏感性，在異常情況出現(xiàn)時(shí)，電壓互感器會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的狀態(tài)，[A12]"具體如下。一是在裝置電流相位發(fā)生改變時(shí)，電壓互感器的電壓會(huì)呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的變化，同時(shí)會(huì)使裝置功率發(fā)生異常變化。二是如果裝置運(yùn)行期間有異常問(wèn)題產(chǎn)生，電壓互感器會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行接收，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常運(yùn)行的情況。三是在有異常情況時(shí)，電壓電流都會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，這會(huì)對(duì)互感器功能的正常發(fā)揮造成極大的影響。四是裝置異常還會(huì)加劇外部因素對(duì)于累計(jì)電量參數(shù)的影響，導(dǎo)致其互感器運(yùn)行質(zhì)量難以達(dá)到既定要求。實(shí)際當(dāng)中通過(guò)對(duì)相關(guān)參數(shù)的全面采集，結(jié)合電壓互感器運(yùn)行情況，將其運(yùn)行時(shí)間、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行誤差以及單體基本誤差等作為異常評(píng)估指標(biāo)，可以極大提高異常監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性^[2]。

2.3" 電流監(jiān)測(cè)法

在電能計(jì)量裝置出現(xiàn)異常情況時(shí)，其電流都會(huì)有一定的波動(dòng)變化產(chǎn)生，對(duì)此，可以借助斷路器檢測(cè)、相位電流測(cè)量以及三相不平衡電流測(cè)量，對(duì)電能計(jì)量裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷。電流變化本身也存在較大的差異，有時(shí)較為短暫，有時(shí)相對(duì)冗長(zhǎng)，但在具體落實(shí)監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，不管是哪一種，都要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并通過(guò)一定時(shí)間的觀察確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，這樣才能保證異常監(jiān)測(cè)與判斷的準(zhǔn)確性^[3]。

2.4" 功率異常監(jiān)測(cè)法

功率因數(shù)量的參數(shù)變化是影響計(jì)量裝置運(yùn)行工況的重要因素，因此，針對(duì)功率因數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)也能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)量裝置運(yùn)行情況的有效監(jiān)測(cè)。其監(jiān)測(cè)指標(biāo)具體分為[A13]"兩項(xiàng)：一是斷路器位置；二是負(fù)載功率因數(shù)。在工作實(shí)踐當(dāng)中，首先，需要針對(duì)電流變化進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。其次，要做好功率因數(shù)量的持續(xù)測(cè)量活動(dòng)，在確定變化幅度以后，展開(kāi)連續(xù)調(diào)試，在明確合理變化幅度以后，根據(jù)斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷計(jì)量裝置的運(yùn)行情況。最后，要針對(duì)負(fù)載特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，若電力計(jì)量裝置在負(fù)荷方面的變化出現(xiàn)了較大的波動(dòng)，則表示其出現(xiàn)了異常情況^[4]。

2.5" 狀態(tài)量監(jiān)測(cè)法

所謂的狀態(tài)量監(jiān)測(cè)法，實(shí)際就是在電源、電流、電壓等監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)裝置環(huán)境進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)的一種方法。其主要內(nèi)容包含兩方[A14]"面：一是外部環(huán)境；二是內(nèi)部環(huán)境。其中：前者是監(jiān)測(cè)裝置面對(duì)的外部客觀環(huán)境，如壓力、天氣、濕度、溫度以及季節(jié)等；后者則相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是就當(dāng)前狀態(tài)量與之前狀態(tài)量的數(shù)據(jù)表現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)兩者有無(wú)明顯差異確定是否存在異常情況。對(duì)于電力計(jì)量裝置而言，內(nèi)外部環(huán)境都是導(dǎo)致其異常出現(xiàn)的重要因素，因此，可以通過(guò)各種電信號(hào)、數(shù)據(jù)信息的分析，實(shí)現(xiàn)異常情況的有效識(shí)別與判斷^[5]。

3 "裝置異常問(wèn)題的防控方法

第一，在發(fā)現(xiàn)計(jì)量裝置出現(xiàn)異常問(wèn)題以后，需要結(jié)合相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定異常的產(chǎn)生位置以及具體形成原因，并通過(guò)相關(guān)措施的合理應(yīng)用，進(jìn)一步確認(rèn)其異常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

第二，硬件系統(tǒng)的處理。例如：針對(duì)內(nèi)部元器件損壞導(dǎo)致的異常問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行元器件的更換，更換時(shí)要注意元器件與整個(gè)裝置的適配性，保證其在系統(tǒng)當(dāng)中能夠正常運(yùn)行；如果是電源導(dǎo)致的異常，可以對(duì)電源參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或進(jìn)行電源的更換；如果是設(shè)計(jì)缺陷造成的異常情況，則可以使用新設(shè)備進(jìn)行更換，當(dāng)然，新設(shè)備的應(yīng)用必須與相關(guān)規(guī)定的要求相符，并且在功能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)等方面應(yīng)優(yōu)于原裝置。

第三，軟件升級(jí)與修復(fù)。對(duì)于軟件因素造成的系統(tǒng)崩潰或錯(cuò)誤等問(wèn)題，要及時(shí)采取軟件升級(jí)或修復(fù)的方式進(jìn)行處理，以達(dá)到解決異常問(wèn)題的目的。對(duì)此，首先，要使用專業(yè)軟件工具對(duì)裝置異常情況進(jìn)行檢測(cè)，以此為基礎(chǔ)落實(shí)處理措施，對(duì)于軟件的修復(fù)要保證與原版本相同或得到適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，以保證計(jì)量裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性。而若是針對(duì)計(jì)量軟件進(jìn)行升級(jí)，除了要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行以外，還要對(duì)舊版本數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的備份，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或丟失的情況^[6]。

第四，做好環(huán)境調(diào)整工作。對(duì)于室外運(yùn)行的電能計(jì)量裝置，為了降低其外部環(huán)境的影響，可以通過(guò)遮陽(yáng)、防潮、防雷等措施的有效應(yīng)用，改善設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。而對(duì)于室內(nèi)運(yùn)行的裝置，則要做好溫度控制工作：一方面，要遠(yuǎn)離高熱量設(shè)備，保證裝置所處空間的空氣流通性，避免環(huán)境溫度過(guò)高造成異常問(wèn)題；另一方面，要針對(duì)裝置進(jìn)行散熱處理，借助風(fēng)扇、空調(diào)等措施提高其散熱效果，以保證其正常運(yùn)行。當(dāng)然除了上述措施以外，還要做好人為因素的防控工作，通過(guò)相應(yīng)的閉鎖、監(jiān)控、檢測(cè)裝置等，降低人為因素的影響^[7]。

第五，設(shè)備校準(zhǔn)。除了要在裝置正式投入使用以前落實(shí)必要的校準(zhǔn)工作以外，在發(fā)現(xiàn)裝置異常和完成異常處理以后也要進(jìn)行認(rèn)真的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)工作通常需要使用一臺(tái)具有較好穩(wěn)定性和較高精度的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)電源以及標(biāo)準(zhǔn)電表等，各項(xiàng)操作需要由專業(yè)的工作人員負(fù)責(zé)。具體工作流程如下：首先，要對(duì)校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)備，將異常設(shè)備停用處理、待校準(zhǔn)；其次，對(duì)校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行連接，對(duì)完成處理的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整；最后，重啟設(shè)備進(jìn)行性能復(fù)測(cè)，確認(rèn)無(wú)誤以后即可繼續(xù)投入使用^[8]。

4" 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)電力計(jì)量裝置的異常原因以及監(jiān)測(cè)方法加強(qiáng)分析與研究，能夠幫助相關(guān)企業(yè)更為清晰地明確異常形成原因，提高其對(duì)異常情況的監(jiān)測(cè)能力，這對(duì)電力計(jì)量裝置的效用發(fā)揮和企業(yè)的電力管理有著非常重要的意義。因此，電力企業(yè)應(yīng)該對(duì)相關(guān)工作保持重視，要結(jié)合實(shí)際積極落實(shí)異常情況的監(jiān)測(cè)及防控工作，不斷提高自身的管理質(zhì)量，使各方主體的利益得到更好的保證。

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