电能计量设备故障在线诊断技术分析

赵潇逸

【摘 要】电力计量装置的实际工作质量将直接影响电力计量系统运行的整体稳定性，所以需对其出现的故障进行细致的分析，并实施检测技术保证它能正常工作。在此之上，本文简要分析了电力计量装置发生的主要故障及实施检测技术的作用，并通过严格检测电能计量设备质量、注重电路维护与人员管理、改善电力计量装置检测方法等要点，进一步突显电力计量装置的实用价值，促进电力企业长远发展。

【关键词】电能计量;设备故障;在线诊断技术

前言

随着产业改革的不断发展，人们的电力需求量日益增加，这也对电力计量装置提出了更高的要求。所以，电力企业应当结合实际情况对电力计算装置发生的故障进行明确的分析，并应用相应的检测技术，以此保证电力计算装置在电力计量系统的运行过程中发挥出真正的作用，提高其检测技术的可行性。只有这样才能为电力企业的兴旺发展提供重要保障。

1电力计量装置实施检测技术的作用

电力计量装置实际上指的是对电能使用情况加以记录的电能设备如电能表、电压表等。而在电力供应期间对电力计量装置实施检测技术可以有效保证电力计量系统的稳定运行。从某种程度上而言，在当今电力需求量日益增大的情况下，提高电力计量装置检测力度可提高电力用户满意度，同时也能为电力企业的节能降耗起到促进作用，从而帮助电力企业节约成本，增加经济效益。

2电力计量装置发生的主要故障

2.1电压表出现短路或失压

常见的电力计量装置故障主要包括电压表的短路与失压现象。电流线圈是电压表中重要的零部件，在实际工作中，若长期处于高负荷状态下很容易导致电压表发生短路，从而影响电压数值的准确性。另外，若电压表在生产过程中存在质量问题导致后期运行期间发生接触不良，这样也会造成电力计量装置发生故障。所以，相关人员应当注重电压表质量检测工作，并对电力计量装置的各种零部件进行适当的检测，以此保证数据记录的可信度。

2.2电路负载过高或电阻过大

在电力用户用电过程中，若电路负载过高，将极易引发电力计量装置出现烧损现象，特别是三相交流10kV电力计量系统中，经常由于三相负荷无法保持平衡，导致电力计量装置出现故障。另外，电路中使用的电线一般具有一定的周期年限，若长时间不更换将发生老化现象，甚至会出现电阻过大等情况，从而促使电力计量装置产生较为严重的故障后果，影响电力计量系统的正常运行。

2.3供电系统不稳或部件损坏

供电系统若在运行期间出现不稳定状况，这也会对电力计量装置的正常运作带来较大影响，从而降低电力设备的工作效率。纵观往年故障发生原因，其中因人为操作不当引发线路故障的事件也屡见不鲜，进而导致电力计量装置出现无法正常运行的情况，破坏整体运行效果。同时，由于电力计量装置中涉及到的零部件较多，所以一旦损坏对于维修人员而言维修难度较大。所以，在此基础上，相关人员在安装零部件时应当严格检测它的质量及工作性能，以免为后期运行时出现的数据不准等故障带来不必要的麻烦。

3故障模型的设计与硬件创建以及故障检测算法的引入计算

3.1故障检测系统模型设计

在提出的设计中，考虑到供电系统电能计量设备故障监测系统是基于电能优化技术，通过对电能计量设备诊断逆向计算的方法来实现对电能计量设备故障的准确检测。在故障发生的情况下，都会通过关联的保护与断路器操作致使计量电路失常，然后对故障區域时间点前后电子器件状态进行比对，并反馈至故障检测网络，在反馈的故障检测网络中必然包含故障点的电子器件。

3.2动态数字滤波单元硬件创建

完成故障检测模型的设计计算后，可以发现故障相关量值在通过故障滤波器时冲激响应表现有限，无法对故障波进行线性相位的计算。考虑到故障波冲激响应波具有有限性的特点，因此可通过引入动态滤波器的方式，将故障波在检测信号中稳定的分离出来，从而实现对故障波线性相位的支持。同时，为了更好地兼容后续的故障监测算法，添加创建的滤波器采用动态数字滤波单元来实现对算法的兼容。动态数字滤波单元硬件的滤波原理如下：在故障信号内主要包含常规频率60Hz频率、2kHz检测频率与微弱干扰频率，由动态数字滤波单元硬件释放一组窄波，对故障信号波频进行冲击，使故障信号从检测信号中分离，同时对其以外波频进行衰减处理，衰减值设定为90dB，实现对线性相位的支持。

3.3故障风驱算法引入计算

完成上诉操作后，故障检测系统的硬件部分已完成，同时实现了故障信号的分离。接着，设计引入故障风驱算法，对分离出来的故障信号位置进行锁定计算。故障风驱算法是对故障信号的二进制进行优化计算，通过二级制粒子群计算方式，将故障信号质点的位置坐标值转换为对故障时间点坐标映射值的归一化处理，并与动态量tsif∈[0，1]进行比较得到最终结果。

4仿真实验分析

对设计的供电系统电能计量设备故障检测系统的电能计量设备故障检测性能进行实验测试。测试采用仿真实验方式，通过测试主机向传统电能计量设备故障检测系统与提出设计的大型织布机供电系统电能计量设备故障检测系统发送模拟故障数据，并对两系统的故障检出率与准确率进行统计，数据进行对比分析，在传统故障检测系统检出率测试中，数据所表现出来的数值均未达到95%以上，证明传统故障检测系统的检出率不能满足日常使用要求，导致故障检测准确率也未能达标;相比较，提出的故障检测系统的故障检出率与准确率均达到100%。由此可证明，提出的供电系统电能计量设备故障检测系统设计具有可行性高与故障检测准确性高的特点。

结束语

综上所述，针对传统电能计量设备故障检测系统存在的不足，提出了供电系统电能计量设备故障检测系统的设计，建立系统模型、创建故障信号滤波单元与故障监测算法，并通过仿真对比实验，为供电系统电能计量设备故障检测系统日后发展提供了新的设计方案。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]宇文肖娣.电力用户用电信息采集系统的研究与应用[D].保定：华北电力大学硕士学位论文，2011.

（作者单位：国网蒙东供电服务监管与支持中心）