电力营销计量装置运行与故障诊断研究
作者 吴剑
发表于 2025年3月

【摘 要】电力营销计量装置是确保电力系统电量计量准确性和稳定性的重要设备,其运行状况和故障诊断直接影响电力企业的经济效益和用户服务质量。本文针对设备老化、系统干扰以及窃电行为等常见故障进行了深入分析,探讨了功率因数检测法、电流检测法和电压检测法等主要故障诊断技术。同时,提出了通过建立故障闭环管理流程、引入智能技术平台和强化设备抗干扰设计等管理优化策略,旨在提升计量装置的运行效率和故障预警能力。

【关键词】电力营销;计量装置;故障诊断;智能电网;闭环管理;系统干扰

引言

《“十四五”现代能源体系规划》及《新型电力系统发展行动计划(2021—2035 年)》等政策明确指出,要推动电力基础设施的智能化和数字化升级,确保电力系统的高效、安全和稳定运行。低压电能计量装置作为电力营销中的核心设备,其运行状态和计量准确性直接关系到电力企业的经济效益和用户的用电体验。然而,近年来,因设备老化、外界环境影响及人为因素导致的故障问题频发,影响了电力系统的整体稳定性。为了应对这些挑战,电力企业亟须通过技术创新和管理优化,提升计量装置的运行效率与故障诊断能力,以保障智能电网的可靠运行并提高服务质量。

一、电力计量装置的运行原理

电力计量装置是用于精确测量用户电能消耗的核心设备,其运行依赖于对电压和电流信号的采集、处理与计算。装置通常由电流互感器、电压互感器、电能表和数据处理模块组成。电流互感器和电压互感器将高电压、大电流信号转换为适合测量的小电压和小电流信号,这些信号经模数转换器数字化处理后,输入电能表进行进一步计算[1]。通过数字信号处理技术,电能表能够精确计算有功电能、无功电能及视在功率等关键参数。智能电表还具备远程通信功能,能够通过载波、光纤或无线网络实时传输数据,实现远程抄表和自动监控。这些功能确保了电力计量装置在整个电力系统中的关键作用,为系统的稳定运行提供了技术支持。

二、电力计量装置常见故障及原因分析

(一)设备老化

设备老化是电力计量装置常见故障的重要原因,尤其是长期暴露在户外环境中的设备。由于长期受到外界因素如湿度、温度变化、紫外线辐射和风沙等的影响,电力计量装置的核心部件如电流互感器、电压互感器和电能表逐渐出现材料性能退化。绝缘层老化是设备老化的典型表现之一,当设备长时间处于高湿度或极端温度环境下,绝缘性能会下降,可能导致电气短路或漏电等故障。同时,金属部件的氧化和腐蚀会使得接触电阻增大,影响信号传输的准确性,进而导致计量误差。电池老化会引发内部时钟偏差,影响数据的准确记录,进一步削弱计量装置的精度。随着设备老化程度加深,故障发生频率增加,维护成本上升,最终影响整个电力系统的运行效率。

(二)系统干扰

系统干扰是电力计量装置常见故障的关键因素之一,尤其在负荷波动较大的场景下尤为突出。谐波干扰是主要干扰来源,通常由非线性负载设备(如变频器、电力电子设备)产生的高次谐波引起。这些谐波会通过电流互感器和电压互感器进入计量系统,导致信号畸变,进而影响电能测量的准确性。谐波干扰不仅直接影响电能计量的精度,还会引发计量装置的过热或损坏,增加设备的故障率。此外,电磁干扰和射频干扰也是常见问题,尤其在工业区或高频设备密集的环境中,电磁波的传播容易干扰计量装置的信号采集,造成瞬时数据异常。负荷波动则进一步加剧了系统的电压和电流突变,导致计量装置无法实时精确跟踪这些变化,从而产生误差。

(三)窃电行为

窃电行为是电力计量装置常见故障的一个主要诱因,用户通过非法手段篡改电力设备或绕过计量装置,严重影响了电能计量的准确性。常见的窃电方式包括直接绕过电能表进行接线、篡改电能表内部电路或使用磁性干扰装置影响电表读数。这些操作不仅使得计量数据与实际用电量不符,还可能造成电能表工作异常或损坏,从而增加设备的故障率。窃电行为通常伴随着不规范的线路改造,导致电力负荷超标、局部电压波动异常等问题,进一步削弱了计量装置的测量精度。非法接入的设备可能会对电流互感器和电压互感器产生过载压力,导致装置性能下降甚至出现无法正常工作的状况[2]。

本文刊登于《消费电子》2024年12期
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