常见关口电能计量故障分析

杨茂涛，白勇智，彭潇

(湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)

关口电能计量点是指发电企业、电网经营企业及用电企业之间进行电能结算的计量点 (简称关口计量点)〔1〕。关口电能计量装置是衡量关口分界处电能量的流向及大小，记录的电能量作为技术经济指标统计、核算的基础数据，是保证电力市场能否正常运行的关键，直接关系到发供电企业的经济和社会效益〔2〕。

1 关口电能计量装置的组成

关口电能计量装置一般由电压互感器 (TV)、电流互感器 (TA)、电能表及其二次回路组成，如图1所示，图中画出了A相电压、电流，B相和C相情况类似。

图1 常见关口电能计量装置构成

对于存在双母线，且关口计量的电压取自母线TV的情况，计量电压回路还需要进行电压切换(常见的110 kV，220 kV变电站均属于此种情况)。国家电网公司Q/GDW347-2009《电能计量装置通用设计》推荐的电压切换装置原理图如图2所示〔3〕。图中1QS，2QS分别为计量单元出线靠近母线侧隔离开关的辅助触点。

图2 通用设计推荐的电压切换装置原理图

2 常见的关口电能计量故障类型

表1统计了近3年湖南省省级关口故障情况。由表1可见，失压是引起关口电能计量故障的最主要的原因，占72.7%，而电压切换故障和回路故障又是引起失压的最主要原因。

2.1 电能表本体故障

关口表本体较少发生故障，发生故障的电能表均为ABB公司生产的AIN系列ALPHA表，表计型号为AINRTAL-X。电能表本体故障主要表现为死机，表计不循显，不计量，表计显示Er000101，故障代码表示表内部内存校验出错或内部通讯出错且停电后备电源供电出错等多种故障，抄读软件无法与主表连通。表计重新编程后，一般可恢复正常。故障原因可能为:①元器件老化，因出现故障的表计均已工作8年以上;②通信过于频繁或者在通信过程中受到外界干扰。

表1 近3年湖南省省级关口故障情况统计表

2.2 电流故障

电流故障在关口电能计量故障中所占比重较小，主要分为失流和电流反向2类。失流多表现为TA二次回路开路或分流2种，举例说明。

(1)110 kV松木塘变电站株松Ⅰ线502开关省关口电能表C相失流，经查为502开关就地TA端子箱内计量回路接线盒烧坏，造成C相TA二次开路。接线盒烧坏的直接原因是接线盒下端驱潮电阻长时间通电，功率大，温度高，接线盒C相接线端与驱潮电阻距离近。

(2)华电石门电厂500 kV石岗Ⅰ线失流，经查为TA二次电缆磨损破皮裸露，电流线与屏蔽层导通，经屏蔽层接地，电流通过大地形成了回路，造成了分流。如图3所示，正常的电流I分流成了地电流I1和流过电能表的电流I2。

图3 电缆破皮裸露接地造成分流原理图

由于失流和分流都有一个缓慢变化的过程，因此较难发现，现场校验电能表其误差也与表计外分流无关，一般会显示合格。因此，在运行巡视时，必须注意核对电能表显示电流、功率与实际电流、功率是否一致，如相差较远，则须检查是否存在分流。

电流反向的情况一般为施工造成，在现场校表验收时，应仔细核对相量图即可发现。

2.3 电压切换故障引起失压

从图2可见，电压切换不能正常完成的可能原因有:①继电器的直流电源输入消失，主要原因为直流馈线屏上对应的快分开关 (图2中的Q)跳开或被人误动，或直流电源通道被人为解开。②隔离开关辅助触点 (图2中的1QS，2QS)连接被误动断开。③继电器 (图2中的1KM，2KM)故障，不动作。④电压切换模块故障。表2列出了2009—2011年湖南省内关口因电压切换故障引起失压的情况，其中切换继电器不动作和电压切换模块故障为最主要的原因。

表2 2009—2011年湖南省关口因电压切换故障引起失压情况统计表

2.4 电压回路故障引起失压

从图1分析可知，回路故障造成失压的原因主要有:①TV端子箱快分开关跳开或被人为误动。②电压回路电缆不正确连接或连接松动。表3为2009—2011年湖南省内关口因电压回路故障引起失压的情况。

3 常见关口计量故障的查处和预防

关口计量故障发生后，应迅速找出故障原因，进行整改，并对同类型的关口计量装置进行检查，以达到预防的目的。

3.1 常见关口计量装置故障的查处

常见的电能表本体故障主要表现为电能表死机、失压和失流。

表3 2009—2011年湖南省关口因电压回路故障引起失压情况统计表

电能表死机主要出现为表计显示错误代码，不循环显示电量信息，按键无响应，用抄表软件无法通信，有的重新上电后可恢复正常。如发现表计死机，应分析死机原因。如为表计原因则换表，如现场干扰较大，则还应采取屏蔽措施，减小电磁干扰。换表处理后应加强运行巡视。

电能表失压的查处要沿着电压二次回路进行，首先找到失压点，然后对失压原因进行分析。如失压点在电能表端子处，则可能为电能表内部电压回路断线;如失压点在互感器端子箱处，则可能是互感器内部故障;如失压点在电压切换处，则可能为电压切换模块或切换继电器故障或未正常动作。如为电压切换故障，则应结合图2作进一步的分析。

失流故障的查处同失压故障查处类似，首先用钳形电流表沿着电流回路找出大致的失流点，然后查找是否有开路、短接或重复接地，并对造成故障的原因进行分析，做出相应处理。

3.2 常见关口计量装置故障的预防

(1)加强设计审查。计量专业人员应对关口计量装置设计方案进行审查，避免设计纰漏。

(2)重视投运前检查。检查互感器、电能表、二次回路电缆是否符合要求，检查二次回路接地是否适当，检查二次接线从互感器端子箱到表计是否正确无误，检查TV二次快分开关容量是否合适，如有电压切换，还需检查电压切换回路是否符合要求。

(3)高度重视投运验收带负荷检验。带负荷检验可以发现常见的错误接线、漏接线、接线松动和已经发生的失流、失压故障等，可以将故障消灭在萌芽状态，且故障电量极小。投运验收后应按要求及时加封，避免误碰。

(4)加强跨专业沟通。特别是加强与二次检修班、继电保护班的沟通，确保其在检修时不误碰误动关口计量相关的二次回路，主要包括TV端子箱内关口计量快分开关、电压切换直流电源快分开关 (一般装在保护室直流馈线屏)、关口单元的隔离开关辅助触点 (一般经由就地开关端子箱内转接至电压切换屏)。

(5)充分发挥负控监控作用，切实加强运行设备监控及巡视工作，及时发现和处理故障。

4 结束语

关口电能计量装置的运行直接关系着发、供、用电方的经济利益，因此必须重视其故障预防，减少差错电量的发生。通过收集近3年湖南省省级关口电能计量发生的故障案例，并进行归类分析，找出故障发生原因，提出预防措施，以达到减小或避免同类故障发生，减少差错电量的目的。

〔1〕中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T 5202-2004电能量计量系统设计技术规程〔S〕.北京:中国电力出版社，2004.

〔2〕卢树峰.江苏上网关口电能计量装置的现状分析〔J〕.华东电力，2005(7):68-71.

〔3〕国家电网公司.Q/GDW 347-2009电能计量装置通用设计〔S〕.北京:中国电力出版社，2009.