高压电力计量系统故障诊断与应用研究

高程

摘 要：当前我国的电力计量系统已经有了非常显著的完善和提升，同时在这一过程中，也出现了很多新的功能，正是因为这样，我们在实际的工作中，也会使得系统故障越来越多，而对系统故障的诊断是十分关键的内容。本文主要分析了高压电力计量系统故障诊断与应用，以供参考和借鉴。

关键词：高压电力计量系统；电流互感器；网络阻抗；故障检测

在电力系统中，发电厂将电能带给千家万户的传输过程中，都是采用高压运输，电力计量尤其是高压大容量的电力计量是很重要的，一旦发生故障，会给电力企业和用电单位带来巨大的经济损失，所以研究高压电力计量系统的故障及应用，对电力企业来说是很重要的一项工作。

从常规来讲，高压电力计量系统包括以下几个部分：电流互感器，电压互感器，电能表和二次导线，所以我们主要对这4个部分进行故障排查，以免影响计量的准确性。针对这样的情况，我们需要研究和应用一种新的系统，在 ARM基础上，处理器的监控装置，采用不同的电路设计以及选择相关的元件，我們应用了一种全新的检测方法。

1 监控装置硬件结构设计

1.1 设计检测电路

检测电压源在选择频率为1kHz的这根线交流信号，这样一来，就可以十分有效的与50Hz的信号区分开来，同时在实际的工作中也减少了采样的数据量。从理论上说，本文所设计的电流互感器已经取得了非常好的效果，但是在具体的应用当中，就相当于是开路，因此电磁特别容易出现饱和的现象，这样也就比较容易出现信号失真的情况。选择一个串联的电感线圈，在应用中发现其比较适合使用在频率在1kHz以下的电路当中，完全符合选材的基本要求。

1.2 微处理器的选择和数据的采集

该检测监控装置的内部集成了12位16通道A/D转换器，最高的采样率达到了1MHz，同时在实际的工作中，还有很多能够实现特色化功能的元件，这样就可以减少元器件的数量，此外在很大程度上也减少了电路板的面积。在数据采集方面，主要是对一些有故障的检测信号以及二次回路电流数据进行采集和检测。

1.3 数据分析、液晶显示及其他

首先，我们必须要对二次回路的电流状况进行全面的分析，如果其能够满足运行的基本需要，我们就一定要对故障信号开展采样工作，在这一过程中，还要采取DMA通道完成高速数据传输工作，之后对采集到的数据开展科学的处理和研究，在研究中采用的是1kHz的信号基本特征，从而完成对电路互感器是否出现一次侧短路的现象进行科学有效的分析。电能表上的数据和报警信息通常可以借助GPRS系统来处理。在正常工作状态之下的该模块显示的是日期和时间，此外在系统当中还安装了4个按钮，这4个按钮可以完成信息查询工作。

2 CT一次侧短路故障分析

CT一次侧短路故障检测控制装置程序在应用的时候通常是采用监控装置程序C来完成的，它在一般情况下可以划分为数据采集、数据分析和数据显示等，而检测监控装置在写程序结构的时候通常采用的是微处理器的初始化方式，另外，其还要有数据采集、分析以及报警等多种功能，如图1所示。

3 实验结果分析

图2为一次短路故障前后检测信号的采样值以及FFT分析，表1当中，Ia是电流互感器二次侧电流的大小。Au是电力与互感器一次侧短路的时候1kHz检测信号的频谱分析幅值。K是在故障发生前后检测信号所产生的相对变换值。从检测的结果当中充分的证明检测测数据可以十分准确地反映出高压电力计量系统CT一次侧具体的运行状况。从表1当中我们也可以清晰的看到CT一次侧没有短接下的Au值要比被短接的Au值大很多。同时我们在实际的工作中也可以看到Ia的变化对检测信号的影响是微乎其微的，也就是说，它并不会由于负载产生了非常大的变化而出现严重的误判状况，这样也就证明该方法具有非常强的可行性。

4 结论

通过分析，从理论上证明阻抗和电流互感器一次侧短路有着十分密切的联系，设计出了一种电流互感器一次侧短路的检测监控装置，还设计了现行故障和智能抄表的工泵，但是在应用的过程中效果并不明显，因此还需要做更为深入的研究。

参考文献

[1]钱金川，于建兵，朱守敏.微晶合金磁芯材料在逆变电源中的应用[J].现代焊接，2009，（4）：59-62.

[2]赵建军，张素君.高压电力计量系统故障分析与建模[J].电测与仪表，2007，（4）：5-8.

（作者单位：国网哈尔滨供电公司）